溫濕度傳感器單片機(jī)sheji1

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(cè)器，它會(huì)將溫度轉(zhuǎn) 換為電流，在8051的各種課本中經(jīng)常看到。其規(guī)格如下：1、度每增加1C,它會(huì)增加1卩A輸出電流2、可測(cè)量范圍-55 C至150C3、供電電壓范圍+4V至+30VAD590的管腳圖及元件符號(hào)如下圖所示：VccAD590的輸出電流值說(shuō)明如下:其輸出電流是以絕對(duì)溫度零度(-273 C)為基準(zhǔn)，每增加1C,它會(huì) 增加1卩A輸出電流，因此在室溫25C時(shí)，其輸出電流lout二(273+25) =298 口 A。AD590基本應(yīng)用電路:注意事項(xiàng):1、Vo的值為Io乘上10K,以室溫25 C而言，輸出值為10KX 298

2、 卩 A=2.98V2、測(cè)量Vo時(shí)，不可分出任何電流，否則測(cè)量值會(huì)不準(zhǔn)AD590實(shí)際應(yīng)用電路:電路分析：10KV2=(273+T)xlOK10KAAA100K100KC>Vo1、AD590的輸出電流 匸（273+T）卩A （T為攝氏溫度），因此測(cè)量 的電壓V為（273+T）a AX 10K= （2.73+T/100 ） V。為了將電壓測(cè)量出 來(lái)又務(wù)須使輸出電流I不分流出來(lái)，我們使用電壓跟隨器其輸出電壓 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2.73V3、接下來(lái)我們使用差動(dòng)放大

3、器其輸出 Vo為（100K/10K） X （V2-V1） 二T/10，如果現(xiàn)在為攝氏28C，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 AD59Q給出了 AD590測(cè)量熱力學(xué)溫度、 攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)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AD59Q測(cè)兩點(diǎn)溫差電路的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：AD59Q；集成溫度傳感器；溫度差；中圖分類號(hào)：TP368 TP212.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1QQ6-883X （2003）Q3-QQ35-Q3一、

4、引言集成溫度傳感器實(shí)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 *e與熱力學(xué)溫度T和通過(guò)發(fā)射極電流I的下 卩二竺血述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)：:式中，K波爾茲常數(shù)；q電子電荷絕對(duì)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(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓 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0C時(shí)輸出為0,溫度25C時(shí)輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為 仆 A/K。InnewSOICpBcgcAnalog Beyice AD5901、流過(guò)器件的電流（A）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文）度數(shù)，

5、即：式中：二一流過(guò)器件（AD590的電流，單位為'4；T熱力學(xué)溫度，單位為K。2、AD590的測(cè)溫范圍為-55 C+150C3、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1 lA,相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正 向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。4、輸出電阻為710M15、精度高。AD590共有I、J、K L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55 C + 150C范圍內(nèi)，非線性誤差為士 0.3 C。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(cè)量熱力學(xué)溫度 的

6、基本應(yīng)用電路。因?yàn)榱鬟^(guò) AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R和電 位器R2的電阻之和為1k時(shí)，輸出電壓V。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(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法為：把AD590 放于冰水混合物中，調(diào)整電位器 R，使V=273.2mV?；蛟谑覝叵拢?5 C）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 0C或25C 附近有較高精度。2、攝氏溫度測(cè)量電路如圖2所示，電位器R2用于調(diào)整零點(diǎn)，R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。調(diào) 整方法如下：在0C時(shí)調(diào)整R，使輸出V=0,然后在100C時(shí)調(diào)整R4使V=

7、100mV 如此反復(fù)調(diào)整多次，直至 0C時(shí)，VO=0mV 100C時(shí)V=100mV為止。最后在室溫 下進(jìn)行校驗(yàn)。例如，若室溫為25C,那么Vo應(yīng)為25mV冰水混合物是0C環(huán)境， 沸水為100 C環(huán)境。要使圖2中的輸出為200mV/C,可通過(guò)增大反饋電阻（圖中反饋電阻由 F3與電位器R串聯(lián)而成）來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，測(cè)量華氏溫度（符號(hào)為下）時(shí)，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/T，則調(diào) 整反饋電阻約為180k1，使得溫度為0C時(shí)，Vo=17.8mV溫度為100C時(shí)， Vo=197.8mX AD581是高精度集成穩(wěn)壓器，輸入電壓最大為 40V,輸出10V。3、溫

8、差測(cè)量電路及其應(yīng)用（1）.電路與原理分析(a)fef裝形式(I)基本應(yīng)用電路團(tuán)1 AD59O的封裝及基本應(yīng)用電路H+15V100k1I-15V圖2測(cè)量?jī)牲c(diǎn)溫度差的電路<!endif>圖3是利用兩個(gè)AD590測(cè)量?jī)牲c(diǎn)溫度差的電路。在反饋電阻為 1003 的情況下，設(shè) 1#和2#AD590處的溫度分別為'C)和 (C), 則輸出電壓為.: - 1 1-。圖中電位器R2用于調(diào)零。電位器R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。由基爾霍夫電流定律：小廠飛(1)由運(yùn)算放大器的特性知： 1(2)I(3)調(diào)節(jié)調(diào)零電位器R2使：J I(4)由(1)、(2)、(4)可得：設(shè)：R4=90k 1則有：*

9、一 '二二JL J t(5)其中，二J為溫度差，單位為C。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(cāng)庫(kù)溫、濕度控制系統(tǒng)為例， 若要求庫(kù)房溫度低于 TC,相對(duì)濕度低于 AB%RH則采取的兩種控制模式如下:控制模式一：當(dāng)庫(kù)內(nèi)相對(duì)濕度高于 AB%RI且?guī)焱鉁囟鹊陀?TC時(shí)，進(jìn)行庫(kù) 內(nèi)外通風(fēng)。這種方式是利用庫(kù)內(nèi)外濕度差進(jìn)行空氣的交換，以達(dá)到庫(kù)內(nèi)除濕的 要求，其優(yōu)點(diǎn)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(kù)外的相對(duì)濕度要低于庫(kù)內(nèi)的， 它們之間的差要大于 AE2%RH這樣才能有效保 證及時(shí)地進(jìn)行庫(kù)內(nèi)的除濕。其次，庫(kù)內(nèi)庫(kù)外的溫度差要小于TC,這是因

10、為，如果在庫(kù)外溫度遠(yuǎn)高于庫(kù)內(nèi)溫度時(shí)進(jìn)行通風(fēng)，熱空氣進(jìn)入庫(kù)區(qū)后遇上冷空氣就 會(huì)造成藥品、器材表面結(jié)露的現(xiàn)象，進(jìn)而影響藥品和器材的質(zhì)量。反之，如果在庫(kù)內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于庫(kù)外溫度時(shí)進(jìn)行通風(fēng)，冷空氣進(jìn)入庫(kù)內(nèi)后也會(huì)在藥品器材表 面結(jié)露。另外，庫(kù)外溫度不能接近 TC。這是因?yàn)?，如果?kù)外溫度接近TC時(shí)進(jìn)行通風(fēng)，很可能使密閉的庫(kù)溫升高，從而超過(guò)溫度上限TC?？刂颇Ｊ蕉寒?dāng)溫度高于 TC或濕度高于AB%RHS不滿足第一種情況時(shí)， 開(kāi)啟冷凍空調(diào)機(jī)組進(jìn)行庫(kù)內(nèi)降溫除濕。為避免因庫(kù)內(nèi)外溫差過(guò)大通風(fēng)時(shí)藥品、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(cè)溫差方法是對(duì)兩點(diǎn)溫度分別進(jìn)行處理(調(diào)理電 路、A/D、運(yùn)算處理

11、)后求差值，此方法所得溫差精度低。庫(kù)內(nèi)外溫差測(cè)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(jiǎn)化了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性。4、N點(diǎn)最低溫度值的測(cè)量將不同測(cè)溫點(diǎn)上的數(shù)個(gè) AD590相串聯(lián)，可測(cè)出所有測(cè)量點(diǎn)上的溫度最低值。該方法可應(yīng)用于測(cè)量多點(diǎn)最低溫度的場(chǎng)合。5、N點(diǎn)溫度平均值的測(cè)量把N個(gè)AD590并聯(lián)起來(lái)，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(diǎn)平均溫度但不需要各點(diǎn)具體溫度的場(chǎng)合。四、結(jié)束語(yǔ)AD590測(cè)量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)平均溫度的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場(chǎng)合。由于AD590精度高、價(jià)格

12、低、不需輔助電源、線性好，常用于測(cè)溫和熱電偶的冷端補(bǔ)償。參考文獻(xiàn)：1 王福瑞 .單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用J. 電子工程師2002,28(3):33-36.3 蔣敏蘭，胡生清，幸國(guó)全.AD590溫度傳感器的非線性補(bǔ)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(cè)控裝置研究J.自動(dòng)化與儀器儀表 2001, (2):37-39.5 Zhao Yon gzho ng etc. ZWB-2 in tellige nt multime

13、ter, I ntellige nt Processing Systems, 1997. ICIPS '97. 1997 IEEE International Conference ,1997,2:1470-1472.來(lái)源：傳感器世界集成溫度傳感器AD590及其應(yīng)用作者：佚名 來(lái)源：轉(zhuǎn)載 發(fā)布時(shí)間：2007-2-6 11:22:14 發(fā)布人：dunadSII-減小字體增大字體AD590是 AD公司利用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(shí)際上，中國(guó)也開(kāi)發(fā)出了同類型的產(chǎn)品 SG590這種器件在被測(cè)溫度 一定時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)恒流源。該器件具有良好的線性和互換性，測(cè)量精

14、度高， 并具有消除電源波動(dòng)的特性。即使電源在515V之間變化，其電流只是在1卩A 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(guò)對(duì)電流的測(cè)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(cè)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I。； 3腳為管殼，一般不用。集成溫度傳 感器的電路符號(hào)如圖2所示。陽(yáng)t臨旳n的外”電詁 I. ;r1-AD590的主特性參數(shù)如下：工作電壓：430V;工作溫度：55+ 150C;保存溫度：65+ 1

15、75C;正向電壓：+ 44V;反向電壓：一20V;焊接溫度（10秒）：300C;靈敏度：1卩A/ K。2 AD590的工作原理在被測(cè)溫度一定時(shí)，AD590相當(dāng)于一個(gè)恒流源，把它和530V的直流電源 相連，并在輸出端串接一個(gè)1k Q的恒值電阻，那么，此電阻上流過(guò)的電流將和 被測(cè)溫度成正比，此時(shí)電阻兩端將會(huì)有 1m/ K的電壓信號(hào)。其基本電路如圖3所示。5' 3險(xiǎn)溫暉仆的犢心電略圖3是利用AUBe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11和I2相等；T3、T4是感溫用的晶體管，兩個(gè)管的材質(zhì)和工藝完全相同，但T3實(shí)質(zhì)上是由n個(gè)晶體

16、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UBes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11為：11= A UBe/R=( KT/q)( lnn )/ R對(duì)于AD59Q n= 8,這樣，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R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(hào)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1卩A/K的I值。圖4所示是AD59Q的內(nèi)部電路，圖中的T1T4相當(dāng)于圖3中的T1、T2,而T9, T11

17、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, T1Q為對(duì)稱的Wils on電路，用來(lái)提高阻抗。T5、T 12和T10為啟動(dòng)電路，其中T5為恒定偏置二極管。T6可用來(lái)防止電源反接時(shí)損壞電路，同時(shí)也可使左右兩支路對(duì)稱。R1, R2為發(fā)射極反饋電阻，可用于進(jìn)一步提高阻抗。T1T4是為熱效應(yīng)而設(shè)計(jì)的連接方式。而C1和R4則可用來(lái)防止寄生振蕩。該電路的設(shè)計(jì)使得T9, T10, T11三者的發(fā)射極電流相等，并同為整個(gè)電路總電流I的1/3。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

18、在電阻 R5和R6上，因此可以 寫出： UBe=( R 2 Rs) I /3R6上只有T9的發(fā)射極電流，而R5上除了來(lái)自T10的發(fā)射極電流外，還有 來(lái)自T11的發(fā)射極電流，所以R5上的壓降是R5的2/3。根據(jù)上式不難看出，要想改變 UBe,可以在調(diào)整R5后再調(diào)整R6,而增大R 5的效果和減小R6是一樣的，其結(jié)果都會(huì)使 Ube減小，不過(guò)，改變R5對(duì)厶UBe 的影響更為顯著，因?yàn)樗懊娴南禂?shù)較大。實(shí)際上就是利用激光修正R5以進(jìn)行粗調(diào)，修正R6以實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)，最終使其在250C之下使總電流I達(dá)到1卩A/K。3 數(shù)字顯示溫度計(jì)的設(shè)計(jì)AD590具有線性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏度高、無(wú)需補(bǔ)償、熱容量小、抗干擾 能

19、力強(qiáng)、可遠(yuǎn)距離測(cè)溫且使用方便等優(yōu)點(diǎn)。可廣泛應(yīng)用于各種冰箱、空調(diào)器、 糧倉(cāng)、冰庫(kù)、工業(yè)儀器配套和各種溫度的測(cè)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(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程。31 測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)測(cè)溫電路時(shí)，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1卩A。當(dāng)AD590的電流通過(guò)一個(gè)10k Q的 電阻時(shí)，這個(gè)電阻上的壓降為10mV即轉(zhuǎn)換成10mWK,為了使此電阻精確(0. 1%)，可用一個(gè)9. 6kQ的電阻與一個(gè)1kQ電位器串聯(lián)，然后通過(guò)調(diào)節(jié) 電位器來(lái)獲得精確的10kQ。圖5所示是一個(gè)電流/電壓和絕對(duì)/攝氏溫標(biāo)的轉(zhuǎn) 換電路,其中運(yùn)算放大器 A1 被接

20、成電壓跟隨器形式,以增加信號(hào)的輸入阻抗。而運(yùn)放A2的作用是把絕對(duì)溫標(biāo)轉(zhuǎn)換成攝氏溫標(biāo)，給 A2的同相輸入端輸入一個(gè) 恒定的電壓(如1. 235V),然后將此電壓放大到2. 73V。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)。IB 5電就/電”枝絕席氏激標(biāo)轉(zhuǎn)検電踣將AD590放入0C的冰水混合溶液中，A1同相輸入端的電壓應(yīng)為2. 73V, 同樣使A2的輸出電壓也為2. 73V,因此A1與A2兩輸出端之間的電壓：2. 73-2. 73= 0V即對(duì)應(yīng)于 0C。3. 2 A/D轉(zhuǎn)換和顯示電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換和顯示電路具有兩種方案。分述如下：(1)用A/ D轉(zhuǎn)換器MC14433實(shí)現(xiàn)首先將AD590的輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓，由于此信號(hào)為模擬信號(hào)，因此，要進(jìn)行數(shù)碼顯示，還需將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字