LM35 温度传感器完全指南:引脚、特性、电路与应用
温度传感器将热量信号转换为电信号,类型涵盖机械式(水银/酒精温度计)、电阻式(热敏电阻/热电偶)、集成电路式(LM 系列、MCP 系列、ADT 系列)。LM35 作为经典三端集成温度传感器,凭借线性度高、无需外部标定、价格低廉,成为教学、仪表、HVAC、电池管理的首选。本文全面解析 LM35 规格、引脚、两种接法、换算公式及替代选型。
什么是 LM35 温度传感器?
LM35 温度传感器(TO-92 封装)
LM35 输出电压与摄氏温度线性成正比:10mV/°C。无需外部校准,晶圆级激光修调保证互换性。封装自带热隔离设计,自热效应极低(静止空气中 0.08°C),成本极低,广泛应用于消费电子与工业控制。
LM35 引脚配置(三端器件)
LM35 引脚排布(底视图)
| 引脚 | 名称 | 功能 |
|---|---|---|
| 1 | VCC | 电源输入,4V~30V(典型 5V) |
| 2 | VOUT | 模拟输出,10mV/°C 线性对应温度 |
| 3 | GND | 地 |
LM35 核心规格与特性
- 测温范围:-55°C ~ +150°C
- 封装微型化(TO-92/TO-220/SO-8/TO-CAN),适合远程探头
- 静态电流 <60µA,自热 <0.08°C(静止空气)
- 供电电压:-2V ~ 35V(建议 4V~30V)
- 线性度:10mV/°C,输出阻抗 0.1Ω(1mA 负载)
- 精度:25°C 时 ±0.5°C;全量程 ±1°C
- 可用封装:TO-92、TO-220、SO-8、TO-CAN
TO-220 封装(带散热片安装孔)
两种典型电路配置
平均精度均为 ±1°C(2°C~25°C 区间略优)。
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 25°C 精度 | ±0.5°C |
| 全量程精度 | ±1°C |
| 温度斜率 | 10mV/°C |
基本 Celsius 温度传感器(仅正温度)
测量范围:+2°C ~ +150°C。电路极简:VCC 接 5V,GND 接地,VOUT 直连 ADC。建议在 VOUT 与 GND 间并联 80k~100kΩ 电阻,防止输出悬空漂移。
基本 Celsius 温度传感器电路
全量程 Celsius 温度传感器(含负温度)
测量范围:-55°C ~ +150°C。需外接负电压偏移电路,将输出基准上移。外接电阻 R1 计算公式:
R1 = -VS / 50µA
(VS 为可用负电压幅值,如 -5V 时 R1 = 100kΩ)
全量程 Celsius 温度传感器电路
LM35 替代/同族型号
- 不同接口/精度:DS18B20(数字单总线)、DS1620(数字+EEPROM)、LM94022(高精度模拟)
- LM35 同族:LM335(2.73mV/K、需基准)、LM235、LM135、LM135A(军工级),区别在于封装、测温范围、精度等级。
典型应用场景
- 电池组温度监测(充电保护/热管理)
- 电源/功率器件过热关断保护
- 环境温度监测、HVAC 空调控制、冷链物流记录仪
- 医疗设备、恒温培养箱、3D 打印热床/热端
- 教学实验、创客项目(Arduino/ESP32/STM32 + ADC 采样)
使用 LM35 计算温度(软件实现)
- 搭建电路:VCC→5V,GND→地,VOUT→MCU ADC 输入通道。
- ADC 采样读取原始值(如 10 位 ADC,0~1023 对应 0~VREF)。
- 换算公式:
温度 (°C) = ADC_读取电压 (mV) / 10
或直接用整数运算(以 5V 基准、10 位 ADC 为例):
温度 (°C) = (ADC_原始值 × 5000 / 1024) / 10 = ADC_原始值 × 0.4883
负温度电路下,输出电压公式:VOUT = -10mV/°C × T(T 为负值时输出为正电压)。
总结
LM35 以“三引脚、10mV/°C、免标定、低成本”成为模拟温度采集的标杆器件。掌握其两种接法、ADC 换算、PCB 热设计(避免自热/热阻影响),即可快速落地各类测温应用。数字化趋势下,DS18B20 等数字传感器更抗干扰、支持总线寻址,可按需替代。如需选型表、PCB 封装库或固件例程,欢迎联系我们。
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