温度传感器系列

在工业控制或保安系统中，侦测气体流动的功能是重要且实用的。对于持续散发固定热能的组件来说，流动的空气因为具有导热效用，有助于驱散积聚的热能。相较之下，静止的空气便缺乏这种散热功能。因此，对于容易积聚热能的系统来说，空气流通量便是一个重要的参数。

电路设计

(图一)所示的电路有其独特之处，它要量度的并非绝对温度或风扇转速，而是透过间接方式来量度空气的流通量。电路上的Q1耗散固定数量的能源，将Q1/Q2这一对二极管芯片的温度推高至比周围环境还要高的水平。利用LM83的远程感测功能，将二极管内的Q2接到LM83的其中一个信道，来测量二极管芯片的温度。R1将Q1的功率消耗保持在约 190mW 的水平。

当空气流过该二极管芯片上空时，会减低该组二极管与四周空气之间的热阻，让芯片慢慢降温。当空气流动速度减慢或停止流动时，热阻随即上升，芯片也会随之逐渐加热。每当LM83发现芯片温度有变化时，便会按照预先设定的指示发出中断指令，使传感器可以发出讯号显示热阻（即空气流通量） 出现变化。

应用这款电路时，温度下降的幅度随不同量度情况而不同；实际的差异则取决于Q1的功率消耗以及该组二极管芯片上空的空气流通量。图中的电路采用20(的电阻，以产生190mW的功率消耗。测试结果显示，当空气不流通时，芯片的温度比周围空气的温度高出50(C。启动散热扇之后(即造成空气流动)，温度差距可在三十秒内减少约20(C (图二)。如此比较芯片温度与周围空气温度的差距 ，即可测量空气的流通量。当周围环境的温度由 30(C 上升至 70(C 时，Q1 的功率消耗只出现约 10 mW 的差别。换言之，即使周围环境的温度出现变化，温度误差也不会超过 5(C。

微控制器的支持

若要确保这款电路发挥正常功能，就必须有微控制器的支持，而微控制器必须定时量度周围的温度，以记录四周温度的变化。LM83芯片的内部温度传感器最适合执行这项功能， 而LM83的另外两个埠则可执行其他温度的测量。此外，该对二极管芯片必须采用小巧的封装。设计此电路时亦须保持二极管芯片与LM83的距离，以隔离空气流动对LM83读值可能造成的影响。另外除了LM83外，类似功能的LM84, LM82, LM86, LM90亦可用来执行相同的功能。

本电路在实施前，须记录不同温度时的变化曲线，微控制器须随时监控当时的温度来套用不同的温度曲线以获知温度与空气流动的变化。若能配合测量记录温度变化与空气流量的关系，此电路即可用来测量空气流量。

应用领域

这款电路亦可应用于不同的工业监控系统中。对于须使用风扇持续散热或排气的系统，本电路可用来监控风扇是否正常转动。当风扇老旧而转速变慢时，电路便会侦测到温度上升并发出警告。此电路也以相同原理侦测喷气口是否运作正常。

本电路亦可应用于空调系统上。由于此电路能够实时记录温度与风速，因而可被利用来设计智能空调系统。当周围温度上升或下降，或者用户觉得太热或太冷时，微控制器便可依照风速做出加速或减速的调整。

由于LM83具有三组相同的二极管输入口，我们亦可复制相同的电路，使用二组或三组二极管便可用一颗LM83透过对微控制器对二个或三个独立地点作空气流量测量或比较。从复杂的工业控制到一般玩具的应用，本电路都是一种实用且价格低廉的选择。

《图一 此空气流通量监测器的目的在于测量空气流通量，而非绝对的温度或风扇转速。电路图中的 Q2 用来感测 Q1 热阻的变化》

《图二 启动散热扇之后，流经 Q1/Q2 这对晶体管上空的空气将芯片与四周空气之间的温差由 50(C 减少至 20(C》

(作者任职于美国国家半导体)