哈工大模电大作业1.doc

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模电大作业

（一）

设计题目由AD590组成的测温电路

院系电气工程及其自动化

班级

设计者

学号

指导老师

设计时间

由AD590组成的测温电路

【摘要】：

AD590是AD公司利用PN结正向电路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流波动的特性。

本文根据电流电压转换原理采用AD590设计了一个简单的温度测量电路。

【关键词】：

AD590，测温，电流电压转换电路

1.任务：

利用AD590设计一个温度测量电路。

2.设计要求：

（1）测量温度范围在0-30℃，输出电压上限5V。

（2）电阻选用标准值。

（3）说明所选运放型号，管脚图。

（4）AD590管脚图。

（5）对部分或全部电路进行仿真。

1.理论分析

（1）AD590简介

集成温度传感器AD590是一种电流型二端元件，有“+”“-”两个有效引脚，给这两个引脚提供电压后，其通过的电路与AD590的温度成正比，AD590管脚图如图1所示，最后一个引脚为传感器外壳，可悬空或者接地（气屏蔽作用）。

AD590的基本参数

（1）测温范围-55℃~+l50℃；

（2）线性电流输出lμA／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298.2μA；

（6）功率损耗低。

由参数知，电流I与温度成线性关系，温度每增加1℃，电流I随之增加1µA。

在制造时按照热力学温度标定，即在0℃时，AD590的电流为I=273µA。

电流I（µA）与温度t（℃）的关系可用函数（数值关系）表示为I=273+t。

（2）测温电路设计与参数选择

为了将AD590输出的电流信号转化为电压信号，应与AD590串联10KΩ的电阻，则在0℃时电阻上的压降为2.73V，温度每增加1℃，电阻上的压降增加10mV,为了使温度为0℃是的输出电压为0V，应加入偏移量，来抵消此时的AD590输出。

图2温度测量原理图

如图2所示用以抵消273μA的偏移量，运算放大器A1的反相输入端虚地，其输出为了使得运算放大器A1的输出与摄氏温度成正比，选择

即温度每增加1℃，增加10mV。

稳压二极管DZ的稳定电压值为5.1V。

为的限流电阻，应保证远大于，可选择，同样由于放大器A1的反相输入端虚地，有,所以，可选择，选用10KΩ电位器。

利用AD590电流随温度变化的特性，将电流转化为电压输出，由于比例系数比较小，导致输出电压很小不利于读数，在第一级电路之后加上反向比例运算电路，将电压放大输出。

（3）运算放大器

本设计采用集成运放741，其引脚排列及脚功能如图3所示。

引脚2为运放反相输入端，引脚3为同相输入端，引脚6为输出端，引脚7为正电源端，引脚4为负电源端。

引脚1和5为输出调零端，8引脚为空脚。

2.电路设计及仿真

1.由参数分析结论设计电路如图4，用Mulisium7对电路进行仿真。

图4中XMM1示数即为偏移量，XMM3示数即为输出。

2.分别测量0℃，10℃，20℃，30℃，时，各表示数。

由于Multisium中没有AD590，故用一电流源等效代替AD590。

当温度为0℃，设置为273μA，各表示数如图所示。

当温度变为10℃时，设置为283μA，各表示数如图所示。

当温度为20℃时，设置为293μA，各表示数如图所示。

当温度为30℃时，设置为303μA，各表示数如图所示。

3.根据理论分析可得，当接入AD590时，由，

则电路输出电压与AD590提供的电流变化量成正比，只需合理选择，的阻值，即可使输出电压在数值上与摄氏温度保持比例关系。

3.结果分析

用该电路测量温度时，输出电压与温度数值上关系为（T为℃，U为V），当温度为10℃时，输出电压，温度没增加1℃，输出电压增加100mV,当温度达到30℃，输出电压为3V，满足输出上限为5V的要求，且电路所用电阻为标准阻值，能实现简单的温度测量精度要求。

4.心得体会

通过对AD590测温点了的设计及仿真，对AD590测温电路的工作原理和运放的线性应用有着更加深入的理解，对Mulsium7软件的使用更加熟练。

5.参考文献

【1】《模拟电子技术基础》李振梅高等教育出版社2010年

【2】《数字电子技术基础》阎石高等教育出版社2006年