AD590测温电路及其应用

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摘 要：A D590是AD公司利用P N结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。由于该器件具有良好的线性特性和互换性，因此测量精度高并具有消除电源波动的特性。通过分析AD590的基本结构、 主要性能以及基本工作原理，介绍了该器件在温度检测中的广泛应用。

关键词：A D 5 9 0 ； 集成温度传感器； 温度测量电路 ； 电流输出性

AD590 Temperature Circuit and Its Application

（Ren Guangmiao ，Shandong institute of Business and Technology，264005）

Abstract: AD5 0 is the AD's use of PN junction forward current and temperature made the relationship between the current output-type at both ends of the temperature sensor. Because the device has Good linearity characteristics and interchangeability, so high accuracy, and has to eliminate the characteristics of power supply fluctuations. AD590 by analyzing the basic structure of the main performance And the basic working principle was introduced by the temperature detection device widely used.

Key words: AD590; integrated temperature sensor; temperature measurement circuit; current output 引言

集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b - e结压降的不饱和值V与热力学温度T和通过发射极电流I的关系实现对温度的检测。

集成温度传感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，得到广泛应用。

集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为 10 mV／K ，温度0℃时输出为0，温度25℃时输出2.982 V。电流输出型的灵敏度一般为 1 A／K 。

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1 AD590简介 1．1 特性

AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。 它的主要特性如下：

( 1 ) 测温范围- 55℃~+l50℃； ( 2 ) 线性电流输出l A／ K； ( 3 ) 线性度好，满刻度范围为±0 .3℃；

( 4 ) 电源电压范围4 ~ 30 V，当电源电压在5 ~10V之间，电压稳定度为l ％时，所产生的误差只有±0.01℃；

( 5 ) 电阻采用激光修刻工艺，使在+ 25℃ ( 298.2K) 时，器件输出298.2 A： ( 6 ) 功率损耗低。

1.2 AD590的工作原理

AD590通过利用硅晶体管的基本性能来实现与温度成正比这一特性，二极管的基本方程为： I = I s ( e

qVbc/KT

-1 ) ≈I s．e

qV/KT

( 1 )

式中，I ——通过二极管的电流 I s ——二极管的反向饱和电流 Vbc——二极管两端电压 (伏) q ——电子电荷量，等于 1.602 10K——常数，等于 1.38 10T——绝对温度 ( K ) 由式 (1 ) 可知，I／I s = e

qVbc/KT

23

19

(库)

(焦耳／K )

， 所以

Vbc = KT／q·l n I / I s = KT／q·l n J ( 2 )

由式 ( 2 ) 可知Vbc与绝对温度成正比，AD590就是根据式(2 )工作的。

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A D590的简化电路如图1所示

由式 ( 3 ) 可知，VT与T成正比，VT是T2管射极电阻R以通过R上的电流IC2必与绝对温度T成正比，因IT= 2 IC2T成正比。

设R= 358 ，IT= 2 (179×10所以IT/ T =l A／K

( 4 )

6

／R )·T

这就是 A D5 9 0当温度改变 l 度 ( 绝对温度)获得 l A电流输出的，这就是把温度转成电流的道理。

2 A D 5 9 0的应用电路

2.1基本应用电路

图2测量热力学温度的基本应用电路

RP用于校准调整。调整的方法为：把AD590放于冰水混合物( 273.15 K )中，调整电位RP，使U0 = 273.15 mV。或在室温下( 298.15条件下调整电位器使U0 = 273.2 + 25 = 298 .2 m V。但这样调整只可保证在 2 7 3. 1 5 K或2 9 8 .1 5 K附近有较高精度。

2.2模拟式摄氏温度测量电路

如图3 所示，电位器RP1用于调整零点，RP2用于调整运放的增益。调整方法如下： 在0℃时调整 RP1，使输出Uo = 0，然后在 100℃时调整 RP2使Uo = 100 mV。如此反复调整多次，直至0℃时，Uo = 0 m V，100℃ 时Uo = 100 mV为止。最后在室温下进行校验。例

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图3模拟式摄氏温度测量电路

2 .3数字式温度测量电路

AD590虽是一种模拟温度传感器，但附加上一些电路可输出数字信号。如图4所示，是由AD590和A /D转换器7106组成的数字式温度测量电路。电位器RP l用于调整基准电压， 以达满度调节；RP2 用于在0℃时调零。当被测温度变化时通过R的电流不同，使得A点电位发生相应变化，检测此电位即能检测被测温度( AD590所在处温度)的高低。A点电位送入IC2的30脚，经7106 处理后，再送人显示电路驱动LED显示出被测温度。

图4数字式温度测量电路

2. 4温差测量电路及其应用 2 .4 .1温差测量原理分析

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图5温差测量电路

的标度因子K T ，运放的输出Uo为

T度因子为F =Uo/( Tl –T2 ) = KTR3，F值大小取决于R3。刚才假定了两块感温器件具有相同的标度因子KT，但实际上难免有差异，电路中设置电位器RP通过隔离电阻 Rl注入一个校正电流 △L 以获得平稳的零位误差。由校正前后的温度特性曲线可知，只有在某一温度 T时，有I=0 , 此点常设在量程的中间。 2 .4 .2应用举例

（1）以某节能型药材仓库温、 湿度控制系统为例，若要求库房温度低于T℃，相对湿度低于A1B 1％RH 。则采取的两种控制模式如下：

控制模式一：当库内相对湿度高于A1B1％RH且库外温度低于T℃时，进行库内外通风。这种方式是利用库内外湿度差进行空气的交换，以达到库内除湿的要求，其优点是高效、节能、节省资金。但这种方式受到严格的控制。首先，库外的相对湿度要低于库内的，它们之间的差要大于A2B2％RH，这样才能有效保证及时地进行库内的除湿。其次，库内库外的温度差要小于△T℃，这是因为，如果在库外温度远高于库内温度时进行通风，热空气进入库区后遇上冷空气就会造成药品、器材表面结露的现象进而影响药品和器材的质量。反之，如果在库内温度远高于库外温度时进行通风，冷空气进入库内后也会在药品器材表面结露。另外，库外温度不能接近T℃。这是因为，如果库外温度接近T℃时进行通风，很可能使密闭的库温升高，从而超过温度上限T℃。

控制模式二 ：当温度 高于 T ℃或湿度高于 A1B1％RH但不满足第一种情况时，开启冷冻空调机组进行库内降温除湿。为避免因库内外温差过大通风时药品、 器材表面结露的现象，必须严格控制系统温差值的精度。传统的测温差方法是对两点温度分别进行处理(调理 电路、A／D、运算处理)后求差值，此方法所得温差精度低。库内外温差测量可采用图3所示电路，利用温差值直接与设定值相比较，既能保证较高的精度，又简化了系统的软件设计，

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提高了系统的可靠性。

（2）如图5所示的电路，运放的输出端Uo连接上报警电路，传感器B1设置在警戒液面的位置，传感器B2设置在警戒液面上方较远的位置。这样即成为了—种液位报警器。平时传感器 B1、B2在相同的温度条件下调节电 …… 此处隐藏：3403字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……