温度采样电路，根据温度亮指示灯

Question

要求设计一款温度采样电路，该电路能够根据被测温度的不同，通过红黄绿三种颜色的指示灯来进行显示。具体的要求如下：当被测温度T≤20°C时，黄色灯亮。当被测温度T≥120°C时，红色灯亮。当被测温度T在20~120°C之间时，绿色灯亮。
为了完成这个电路设计任务，可选用以下硬件进行设计：LM35温度传感器、LM393电压比较器以及其他电阻和电容器件。

想请问怎么设计（画个电路图吧，谢谢），以及电路设计原理和工作原理，还有电压转换电路设计原理，列出所需的电阻、电容等参数的计算公式和计算结果。
以及我一直不懂电容在这些电路中是有什么用，能给我讲讲吗。
谢谢（必要可加酬金）

Answer 1

电路设计原理和工作原理：

LM35温度传感器是一种输出电压与温度成线性关系的传感器，输出电压为10mV/℃。因此，我们可以通过测量LM35的输出电压来得到被测温度。

LM393电压比较器是一种比较器，它可以将两个电压进行比较，并输出高电平或低电平。我们可以将LM35的输出电压与两个参考电压进行比较，从而得到被测温度所对应的指示灯。

当被测温度T≤20°C时，LM35的输出电压为Vout=10mV/℃×T≤200mV。此时，LM35的输出电压小于参考电压Vref1=1.5V，因此LM393的输出为低电平，黄色指示灯亮。

当被测温度T≥120°C时，LM35的输出电压为Vout=10mV/℃×T≥1.2V。此时，LM35的输出电压大于参考电压Vref2=2.5V，因此LM393的输出为高电平，红色指示灯亮。

当被测温度T在20120°C之间时，LM35的输出电压为Vout=10mV/℃×T在0.21.2V之间。此时，LM35的输出电压介于参考电压Vref1和Vref2之间，因此LM393的输出为低电平，绿色指示灯亮。

电压转换电路设计原理：

为了将LM35的输出电压转换为与LM393比较器参考电压相同的电压，我们需要设计一个电压转换电路。该电路由一个运放组成，其输入电阻为R1，反馈电阻为R2。

运放的输出电压为Vout=Vref×(1+R2/R1)，其中Vref为运放的参考电压，我们可以将其设置为1.5V或2.5V，以便与LM393比较器的参考电压相同。

为了使得LM35的输出电压能够被转换为0~Vref之间的电压，我们需要将R1和R2的比值设置为10，即R2=10R1。

所需的电阻、电容等参数的计算公式和计算结果：

LM35的输出电压为10mV/℃×T，因此LM35的输出电压范围为01.5V（当被测温度T=150℃时）。为了使得LM35的输出电压能够被转换为01.5V之间的电压，我们可以将R1设置为10kΩ，R2设置为100kΩ。

LM393比较器的参考电压可以通过电位器进行调节，我们可以将Vref1设置为1.5V，Vref2设置为2.5V。

电容在该电路中主要用于滤波，可以减小电路中的噪声干扰。在LM35的输出端和运放的反馈端分别加入了0.1μF的电容，以减小电路中的噪声干扰。

以上内容引用自ChatGPT。