LM35 溫度感測器指南：腳位配置、功能、接線與應用

LM35 溫度感測器是需要精確、線性且無需校正溫度測量者的廣泛信賴選擇。其簡單的類比輸出、低功耗及廣泛的操作範圍，使其成為嵌入式、工業及環境應用的理想選擇。本文將探討其特性、接線實務、應用及實現可靠溫度讀數的實務考量。

什麼是 LM35 溫度感測器？

LM35 是一款精密類比溫度感測器，輸出的電壓與溫度成正比，單位為攝氏度。其比例因子固定為10 mV/°C，提供溫度與輸出電壓之間的簡單線性關係。由於 LM35 具備工廠校正且自加熱極低，因此能輕鬆整合進基礎與進階測量系統。

LM35 腳位

LM35 感測器特性

等效或替代溫度感測器

以下是常見的 LM35 替代品及其差異：

• DS18B20 – 數位一線感測器，具備高精度、強抗噪能力及長線可靠性。非常適合嚴苛或電力噪音大的環境。

• DS1620 – 一款數位感測器，內建恆溫器及溫度調節系統的控制功能。

• LM94022 – 一款低壓類比感測器，專為電池供電或超低功耗應用優化。

LM35 溫度感測器的應用

環境監測

用於氣象站、智慧農業及室內氣候系統，以可靠精確地監測室內外環境溫度。

熱管理

整合於電子電路中，透過控制冷卻風扇、觸發警報或在溫度超過安全限度時啟動自動熱關機，防止過熱。

電池監控系統

透過追蹤電池溫度，防止熱失控造成的損壞，有助於確保鋰離子電池與鉛酸電池的安全充放電。

暖通空調系統

透過提供精確的溫度數據以調節氣流、壓縮機運作及節能模式，提升暖氣、通風及空調設備的效率。

家庭自動化與物聯網裝置

由於其簡單且與微控制器相容，常用於智慧恆溫器、感測節點及物聯網溫度監控系統。

工業製程控制

支援製造、儲存設施及實驗室環境中的溫度調節，因為穩定且精確的溫度測量至關重要。

如何在實務電路中使用 LM35？

LM35 提供與溫度成比例的類比輸出，且只需三種基本連接：

• 將+5V接到Vcc腳位。

• 將接地線接到系統接地。

• 使用微控制器 ADC（如 Arduino、ESP32、STM32 或 PIC）讀取第 2 腳位的類比電壓。

輸出行為

• 0°C → 0V

• 每增加1°C→+10 mV

• 零下測量需要負向供電軌。

轉換公式：

溫度（°C）= Vout （mV） ÷ 10

LM35 的優點與限制

優點

• 無需外部校正

• 非常低功耗（<60 μA）

• 高精度（室溫下±0.5°C）

• 線性且可預測的輸出

• 寬域：−55°C 至 +150°C

限制

• 數位系統需ADC

• 能透過長線接收噪音

• 需要額外電路以應付負溫度

• 在惡劣環境下（例如DS18B20）比數位感測器耐用度較低

LM35 與 LM34 比較

結論

LM35 因其線性輸出、精確度及直接整合電子系統，仍是可靠的類比溫度感測器。其簡潔性使其成為許多測量任務的實用選擇，同時了解其配線需求與限制，也能確保最佳效能。在需要時，有多種數位及低壓替代方案能提供針對特殊應用的強化功能。

常見問題 [常見問題]

LM35 與數位溫度感測器相比的準確度如何？

LM35 在室溫下可提供±0.5°C的精度，但像 DS18B20 這類數位感測器通常能提供更高的精度和更強的抗噪能力。對於長距離布線或惡劣環境，數位感測器通常比類比型態的 LM35 更能維持準確度。

LM35 可以用 3.3V 電源而不是 5V 嗎？

是的。LM35 在全範圍運作時可承受低至 4V 的供電電壓，但在 3.3V 供電時仍能測量到適中溫度。輸出刻度維持10 mV/°C，但最大可讀溫度將受限於可用電源電壓。

為什麼我的 LM35 溫度讀數會有雜訊或不穩定？

讀數不穩定常因電氣干擾或接地問題所致。類比線遠離開關元件，確保正確接地，並在電源線上使用解耦電容。

如何用 LM35 測量低於 0°C？

LM35 需要負電源電壓來表示零下溫度。若無負軌，感測器在溫度低於0°C時輸出電壓為0V。

LM35 可以用來測量表面溫度或液體溫度嗎？

如果安裝正確，是的。對於表面，可以使用熱膠或金屬介面來改善熱傳遞。液體時，將 LM35 放入防水金屬探頭或密封外殼中，以防止損壞並確保良好的熱導率。