集成温度传感器AD590的应用.docx

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集成温度传感器AD590的应用

AD590测温电路及其应用

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10mV,K，温度0?

时输出为0，温度25?

时输出2.982V。

电流输出型的灵敏度一般为1A,K。

1AD590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lA,K;

（3）线性度好，满刻度范围为?

0.3?

;

（4）电源电压范围4~30V，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298.2A:

（6）功率损耗低。

1.2AD590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:

theresponsibleunitfined200Yuan,constructionpersoninchargeafineof50Yuan.（8）nopermittoworkandthejobinaccordancewiththeprovisions,onthejobunitfined300yuan,theunitwillchargeafineof100Yuan.7.5.3accidentpenalties

（1）injuriesfatalitiesdirectlypunished1~2million.Directresponsibilityfortheaccidentandhavethecorrespondingresponsibilityofleadership,suchasconcerningadministrativesanctions,shouldbebroughttothecompanyortherelevantDepartment.

（2）personalinjuryaccidentoccurred,thedirectpunishment0.5-10,000yuan,responsibleforthedirectresponsibilityfortheaccidentandtheresponsibilityofleadership,suchasconcerningadministrativesanctionsshouldbedealtwithbythepersonnelDepartmentofthecompany.（3）personalinjuryaccidentoccurs,thedirectpunishment500-1000,whoisdirectlyresponsiblefortheaccidentresponsibility,givenoticeofcriticismand50-100economicsanctionsagainstthem.（4）toconcealtheaccident,reportedwithoutunduedelayorfalse,toinformtheadministrativeleadershipofthecriticism,resultinginseriousconsequences,thepursuitofleadership,alongwith500-1000punishment.（5）significantnearmissshouldbeattemptedasthecaseofresponsiblefortheaccidentandconstructionteaminjuriesaccidentpenaltyprovisions,mutatismutandis.Eight,shouldperformintheconstructionstandardsandspecifications,serialnumbera1GB3323-2005

qV/KTqV/KTbcI=Is（e-1）?

Is（e

（1）

式中，I——通过二极管的电流

Is——二极管的反向饱和电流

V——二极管两端电压（伏）bc

19q——电子电荷量，等于1.60210（库），

23K——常数，等于1.3810（焦耳,K），

T——绝对温度（K）

qV/KTbc由式

（1）可知，I,Is=e，所以

V=KT,q?

lnI/Is=KT,q?

lnJ

（2）bc

由式

（2）可知V与绝对温度成正比，AD590就是根据式

（2）工作的。

AD590的简化电路如图1所示

设T3、T4为理想三极管，将电流I分成两部电流I=C1T

I。

由8个和Tl一样的三极管并联构成T2所以Tl的电C2

流密度JI是T2的电流密度J2的8倍，两个相同的三极

管流过不同的集电极电流I时，其V之差与绝对温度CBC

成正比，即:

V=V-V=KT,q?

lnJl,J2=K,q?

（1n8）?

Tbc2bc1T

6=17910?

T（3），

由式（3）可知，V与T成正比，V是T2管射极电阻TT由式（3）可知，V与T成正比，V是T2管射极电阻R上的压降，由于V与成正比所TTTR上的压降，由于V与成正比，T

以通过R上的电流I必与绝对温度T成正比，因I=2I，集成电路中的总电流I必与C2C2TTT成正比。

6,设R=358，I=2（179×10,R）?

T，T

所以I/T=lA,K（4）,T

这就是AD590当温度改变l度（绝对温度）获得lA电流输出的，这就是把温度转成电流的道理。

2AD590的应用电路

2.1基本应用电路

如图2是AD590用于测量热力学温度的基本应用电

路。

因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，

当电阻R1和电位器RP的电阻之和为1kn时，输出

电压U0随温度的变化为1mV,K。

但由于AD590的

图2测量热力学温度的基本应用电路增益有偏差，电阻也有误差，因此应对电路进行调整，RP用于校准调整。

调整的方法为:

把AD590放于冰水混合物（273.15K）中，调整电位RP，

使U0=273.15mV。

或在室温下（298.15条件下调整电位器使U0=273.2+25=298.2mV。

但这样调整只可保证在273.15K或298.15K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=100mV。

如此反复调整多次，直至0?

时，Uo=0mV，100?

时Uo=100mV为止。

最后在室温下进行校验。

例

如，若室温为25?

，那么Uo应

为25mV。

冰水混合物是0?

环

境，沸水为100?

环境。

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RPl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theresponsibleunitfined200Yuan,constructionpersoninchargeafineof50Yuan.（8）nopermittoworkandthejobinaccordancewiththeprovisions,onthejobunitfined300yuan,theunitwillchargeafineof100Yuan.7.5.3accidentpenalties

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

图5是利用两个AD590测量两点温度

差的电路。

两块AD590分别位于两个

被检测点B1、B2。

B1，B2处的温度

-I=分别为T1,T2，由图可得I=IT1T2

K（Tl-T2）。

假设两块AD590有相同T图5温差测量电路

的标度因子KT，运放的输出Uo为Uo=-IR3=KR3（T1-T2）可见，整个电路总的标T

度因子为F=Uo/（Tl–T2）=KR3，F值大小取决于R3。

刚才假定了两块感温器件具有相同T

的标度因子K，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T

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theresponsibleunitfined200Yuan,constructionpersoninchargeafineof50Yuan.（8）nopermittoworkandthejobinaccordancewiththeprovisions,onthejobunitfined300yuan,theunitwillchargeafineof100Yuan.7.5.3accidentpenalties

于A1B1,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?

，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，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位器RPl使运放输出为零。

当液面升高到警戒位时，传感器B1将会被液体淹没，由于液体温度与环境温度不同，因此运放输出控制电压Uo，控制报警电路发出警报。

2.5N点最低温度值的测量

将不同测温点上的数个ADS90相串联，可测出所有测量点上的温度最低值。

该方法可应用于测量多点最低温度的场合。

2.6N点温度平均值的测量

把N个AD590并联起来，将电流求和后取平均，则可求出平均温度。

该方法适用于需要多点平均温度但不需要各点具体温度的场合。

2.7AD590在热电偶冷端补偿中的应用

热电偶有热端和冷端，它所产生的电动势为两者的热电势之差，因此同环境温度有关时，测量结果需要加以修正。

利用AD590的线性温敏特性，可以给温差电偶的参考端（冷端）theresponsibleunitfined200Yuan,constructionpersoninchargeafineof50Yuan.（8）nopermittoworkandthejobinaccordancewiththeprovisions,onthejobunitfined300yuan,theunitwillchargeafineof100Yuan.7.5.3accidentpenalties

（1）injuriesfatalitiesdirectlypunished1~2million.Directresponsibility

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