AD590溫度傳感器

1、AD590溫度傳感器的使用· AD590溫度傳感器是一種已經(jīng)IC化的溫度感測器，它會將溫度轉(zhuǎn)換為電流，在8051的各種課本中經(jīng)?？吹健Ｆ湟?guī)格如下：1、 度每增加1，它會增加1A輸出電流2、 可測量范圍-55至1503、 供電電壓范圍+4V至+30VAD590的管腳圖及元件符號如下圖所示： AD590的輸出電流值說明如下：    其輸出電流是以絕對溫度零度（-273）為基準(zhǔn)，每增加1，它會增加1A輸出電流，因此在室溫25時，其輸出電流Iout=（273+25）=298A。    

2、; AD590基本應(yīng)用電路： 注意事項：    1、 Vo的值為Io乘上10K，以室溫25而言，輸出值為10K×298A=2.98V 2、 測量Vo時，不可分出任何電流，否則測量值會不準(zhǔn)。   AD590實際應(yīng)用電路： 電路分析：    1、 AD590的輸出電流I=（273+T）A（T為攝氏溫度），因此測量的電壓V為（273+T）A×10K=（2.73+T/100）V。為了將電壓測量出來又務(wù)須使輸出電流I不分流出來，我們使用電壓跟隨器

3、其輸出電壓V2等于輸入電壓V。     2、 由于一般電源供應(yīng)教多器件之后，電源是帶雜波的，因此我們使用齊納二極管作為穩(wěn)壓元件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓V1需調(diào)整至2.73V 3、 接下來我們使用差動放大器其輸出Vo為（100K/10K）×（V2-V1）=T/10，如果現(xiàn)在為攝氏28，輸出電壓為2.8V，輸出電壓接AD轉(zhuǎn)換器，那么AD轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線形比例關(guān)系。集成溫度傳感器AD590及其應(yīng)用 劉振全摘要：介紹了集成溫度傳感器AD590，給出了AD590測量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點溫度差、多

4、點最低溫度、多點平均溫度的具體電路，并以節(jié)能型溫、濕度控制系統(tǒng)為例介紹了利用AD590測兩點溫差電路的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞： AD590；集成溫度傳感器；溫度差； 中圖分類號：TP368 TP212.11文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-883X（2003）03-0035-03 一、引言 集成溫度傳感器實質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的b-e結(jié)壓降的不飽和值VBE與熱力學(xué)溫度T和通過發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實現(xiàn)對溫度的檢測： 式中，K波爾茲常數(shù)；q電子電荷絕對值。 集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓

5、輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0時輸出為0，溫度25時輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1mA/K。   二、AD590簡介 AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下： 1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即： mA/K 式中： 流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T熱力學(xué)溫度，單位為K。 2、AD590的測溫范圍為-55+150。 3、AD590的電源電壓范圍為4V30V。電源電壓可在4V6V范圍變化，電流 變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電

6、壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。 4、輸出電阻為710MW。 5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55+150范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3。    三、AD590的應(yīng)用電路 1、基本應(yīng)用電路 圖1（a）是AD590的封裝形式，圖1（b）是AD590用于測量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。因為流過AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻R1和電位器R2的電阻之和為1kW時，輸出電壓VO隨溫度的變化為1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對電路進行調(diào)整。調(diào)整的方法為：把AD590放于冰水混合物中，調(diào)

7、整電位器R2，使VO=273.2mV?；蛟谑覝叵?25)條件下調(diào)整電位器,使VO=273.2+25=298.2（mV）。但這樣調(diào)整只可保證在0或25附近有較高精度。 2、攝氏溫度測量電路 如圖2所示，電位器R2用于調(diào)整零點，R4用于調(diào)整運放LF355的增益。調(diào)整方法如下：在0時調(diào)整R2，使輸出VO=0，然后在100時調(diào)整R4使VO=100mV。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至0時，VO=0mV，100時VO=100mV為止。最后在室溫下進行校驗。例如，若室溫為25，那么VO應(yīng)為25mV。冰水混合物是0環(huán)境，沸水為100環(huán)境。 要使圖2中的輸出為200mV/，可通過增大反饋電阻（圖中反饋電阻由R3與電位器

8、R4串聯(lián)而成）來實現(xiàn)。另外，測量華氏溫度（符號為）時，因華氏溫度等于熱力學(xué)溫度減去255.4再乘以9/5，故若要求輸出為1mV/，則調(diào)整反饋電阻約為180kW，使得溫度為0時， VO=17.8mV；溫度為100時，VO=197.8mV。AD581是高精度集成穩(wěn)壓器，輸入電壓最大為40V，輸出10V。 3、溫差測量電路及其應(yīng)用 (1). 電路與原理分析 <!endif> 圖3是利用兩個AD590測量兩點溫度差的電路。在反饋電阻為100kW的情況下，設(shè)1#和2# AD590處的溫度分別為 （）和 （），則輸出電壓為 。圖中電位器R2用于調(diào)零。電位器R4用于調(diào)整運放LF355的增益。 由

9、基爾霍夫電流定律： （1） 由運算放大器的特性知： （2） （3） 調(diào)節(jié)調(diào)零電位器R2使： （4） 由（1）、（2）、（4）可得： 設(shè)：R4=90kW 則有： = = （5） 其中， 為溫度差，單位為。 由式（5）知，改變 的值可以改變VO的大小。 (2). 應(yīng)用舉例 以某節(jié)能型藥材倉庫溫、濕度控制系統(tǒng)為例，若要求庫房溫度低于T，相對濕度低于A1B1%RH。則采取的兩種控制模式如下： 控制模式一：當(dāng)庫內(nèi)相對濕度高于A1B1%RH且?guī)焱鉁囟鹊陀赥時，進行庫內(nèi)外通風(fēng)。這種方式是利用庫內(nèi)外濕度差進行空氣的交換，以達到庫內(nèi)除濕的要求，其優(yōu)點是高效、節(jié)能、節(jié)省資金。但這種方式受到嚴(yán)格的控制。首先，庫外的

10、相對濕度要低于庫內(nèi)的，它們之間的差要大于A2B2%RH，這樣才能有效保證及時地進行庫內(nèi)的除濕。其次，庫內(nèi)庫外的溫度差要小于T，這是因為，如果在庫外溫度遠(yuǎn)高于庫內(nèi)溫度時進行通風(fēng)，熱空氣進入庫區(qū)后遇上冷空氣就會造成藥品、器材表面結(jié)露的現(xiàn)象，進而影響藥品和器材的質(zhì)量。反之，如果在庫內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于庫外溫度時進行通風(fēng)，冷空氣進入庫內(nèi)后也會在藥品器材表面結(jié)露。另外，庫外溫度不能接近T。這是因為，如果庫外溫度接近T時進行通風(fēng)，很可能使密閉的庫溫升高，從而超過溫度上限T。 控制模式二：當(dāng)溫度高于T或濕度高于A1B1%RH但不滿足第一種情況時，開啟冷凍空調(diào)機組進行庫內(nèi)降溫除濕。 為避免因庫內(nèi)外溫差過大通風(fēng)時藥品、

11、器材表面結(jié)露的現(xiàn)象，必須嚴(yán)格控制系統(tǒng)溫差值的精度。傳統(tǒng)的測溫差方法是對兩點溫度分別進行處理（調(diào)理電路、A/D、運算處理）后求差值，此方法所得溫差精度低。庫內(nèi)外溫差測量可采用圖3所示電路，利用溫差值直接與設(shè)定值相比較，既能保證較高的精度，又簡化了系統(tǒng)的軟件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性。 4、N點最低溫度值的測量 將不同測溫點上的數(shù)個AD590相串聯(lián)，可測出所有測量點上的溫度最低值。 該方法可應(yīng)用于測量多點最低溫度的場合。 5、N點溫度平均值的測量 把N個AD590并聯(lián)起來，將電流求和后取平均，則可求出平均溫度。 該方法適用于需要多點平均溫度但不需要各點具體溫度的場合。  四、結(jié)束語 AD5

12、90測量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點溫度差、多點最低溫度、多點平均溫度的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場合。由于AD590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好，常用于測溫和熱電偶的冷端補償。 參考文獻： 1 王福瑞.單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998,282-283. 2 王大海. 新型溫濕度自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用J.電子工程師, 2002,28(3):33-36. 3 蔣敏蘭,胡生清,幸國全.AD590溫度傳感器的非線性補償及應(yīng)用J.傳感器技術(shù),2001,20(10):54-55. 4 張志利,蔡偉. 基于AD590的溫度測控裝置研究J.自動化與儀器儀表,

13、 2001, (2):37-39. 5Zhao Yongzhong etc. ZWB-2 intelligent multimeter, Intelligent Processing Systems, 1997. ICIPS '97. 1997 IEEE International Conference ,1997,2:1470-1472. 來源：傳感器世界 集成溫度傳感器AD590及其應(yīng)用作者：佚名  來源：轉(zhuǎn)載  發(fā)布時間：2007-2-6 11:22:14  發(fā)布人：dunan減小字體 增大字體 AD590是AD公司利用

14、PN結(jié)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。實際上，中國也開發(fā)出了同類型的產(chǎn)品SG590。這種器件在被測溫度一定時，相當(dāng)于一個恒流源。該器件具有良好的線性和互換性，測量精度高，并具有消除電源波動的特性。即使電源在515V之間變化，其電流只是在1A以下作微小變化。1 AD590的功能及特性AD590是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。根據(jù)特性分擋，AD590的后綴以I，J，K，L，M表示。AD590L，AD590M一般用于精密溫度測量電路，其電路外形如圖1所示，它采用金屬殼3腳封裝，其中1腳為電源正端V；2腳為電流輸出端I0；3腳為管殼，一般不用。集成溫度傳感

15、器的電路符號如圖2所示。     AD590的主特性參數(shù)如下：     工作電壓：430V；    工作溫度：55150；    保存溫度：65175；    正向電壓：44V；    反向電壓：20V；    焊接溫度（10秒）：300；    靈敏度：1AK。2 AD590的工作原理在被測溫度一定時，AD590相當(dāng)于一個恒流源，把它和530V的直流電源相

16、連，并在輸出端串接一個1k的恒值電阻，那么，此電阻上流過的電流將和被測溫度成正比，此時電阻兩端將會有1mVK的電壓信號。其基本電路如圖3所示。圖3是利用UBE特性的集成PN結(jié)傳感器的感溫部分核心電路。其中T1、T2起恒流作用，可用于使左右兩支路的集電極電流I1和I2相等；T3、T4是感溫用的晶體管，兩個管的材質(zhì)和工藝完全相同，但T3實質(zhì)上是由n個晶體管并聯(lián)而成，因而其結(jié)面積是T4的n倍。T3和T4的發(fā)射結(jié)電壓UBE3和UBE4經(jīng)反極性串聯(lián)后加在電阻R上，所以R上端電壓為UBE。因此，電流I1為：    I1UBER（KTq）（lnn）R對于AD590，n8，這樣，

17、電路的總電流將與熱力學(xué)溫度T成正比，將此電流引至負(fù)載電阻RL上便可得到與T成正比的輸出電壓。由于利用了恒流特性，所以輸出信號不受電源電壓和導(dǎo)線電阻的影響。圖3中的電阻R是在硅板上形成的薄膜電阻，該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準(zhǔn)溫度下可得到1AK的I值。圖4所示是AD590的內(nèi)部電路，圖中的T1T4相當(dāng)于圖3中的T1、T2，而T9，T11相當(dāng)于圖3中的T3、T4。R5、R6是薄膜工藝制成的低溫度系數(shù)電阻，供出廠前調(diào)整之用。T7、T8，T10為對稱的Wilson電路，用來提高阻抗。T5、T12和T10為啟動電路，其中T5為恒定偏置二極管。T6可用來防止電源反接時損壞電路，同時也可使左右兩支

18、路對稱。R1，R2為發(fā)射極反饋電阻，可用于進一步提高阻抗。T1T4是為熱效應(yīng)而設(shè)計的連接方式。而C1和R4則可用來防止寄生振蕩。該電路的設(shè)計使得T9，T10，T11三者的發(fā)射極電流相等，并同為整個電路總電流I的13。T9和T11的發(fā)射結(jié)面積比為8：1，T10和T11的發(fā)射結(jié)面積相等。T9和T11的發(fā)射結(jié)電壓互相反極性串聯(lián)后加在電阻R5和R6上，因此可以寫出：    UBE（R62 R5）I3R6上只有T9的發(fā)射極電流，而R5上除了來自T10的發(fā)射極電流外，還有來自T11的發(fā)射極電流，所以R5上的壓降是R5的23。根據(jù)上式不難看出，要想改變UBE，可以在調(diào)整R5后再

19、調(diào)整R6，而增大R5的效果和減小R6是一樣的，其結(jié)果都會使UBE減小，不過，改變R5對UBE的影響更為顯著，因為它前面的系數(shù)較大。實際上就是利用激光修正R5以進行粗調(diào)，修正R6以實現(xiàn)細(xì)調(diào)，最終使其在250之下使總電流I達到1AK。3 數(shù)字顯示溫度計的設(shè)計AD590具有線性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏度高、無需補償、熱容量小、抗干擾能力強、可遠(yuǎn)距離測溫且使用方便等優(yōu)點。可廣泛應(yīng)用于各種冰箱、空調(diào)器、糧倉、冰庫、工業(yè)儀器配套和各種溫度的測量和控制等領(lǐng)域。下面給出用AD590構(gòu)成數(shù)字顯示溫度計的設(shè)計過程。31 測溫電路的設(shè)計在設(shè)計測溫電路時，首先應(yīng)將電流轉(zhuǎn)換成電壓。由于AD590為電流輸出元件，它的溫度每升高1K，電流就增加1A。當(dāng)AD590的電流通過一個10k的電阻時，這個電阻上的壓降為10mV，即轉(zhuǎn)換成10mVK，為了使此電阻精確（01），可用一個96k的電阻與一個1k電位器串聯(lián)，然后通過調(diào)節(jié)電位器來獲得精確的10k。圖5所示是一個電流電壓和絕對攝氏溫標(biāo)的轉(zhuǎn)換電路，其中運算放大器A1被接成電壓跟隨器形式，以增加信號的輸入阻抗。而運放A2的作用是把絕對溫標(biāo)轉(zhuǎn)換成攝氏溫標(biāo)，給A2的同相輸入端輸入一個恒定的電壓（如1235V），然后將此電壓放大到273V。這樣，A1與A2輸出端之間的電壓即為轉(zhuǎn)換成的攝氏溫標(biāo)。將AD59