AD590測(cè)溫電路

1、ad590 測(cè)溫電路,AD590 是美國(guó)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:=1TIT mA/K式中：T I 一流過器件（AD590 ）的電流，單位為 mA;T一熱力學(xué)溫度，單位為 Ko2、 AD590 的測(cè)溫范圍為-55 C+150 C。3、 AD590 的電源電壓范圍為 4V30V。電源電壓可在 4V6V范圍變化，電流 T I 變化 1mA，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 710MW o1 AD590

2、的功能及特性AD59 盅電流型溫度傳感器，通過對(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 AD590MH 股用丁精 密溫度測(cè)量電路，其電路外形如圖 1 所示，它采用金屆殼 3腳封裝，其中 1腳為 電源正端 V+; 2腳為電流輸出端；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。n I職5如的昨形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+ 175C；正向電壓：+ 44V;反向電壓：一 20V;焊接溫度（10 秒）：300C；靈敏度：1A/K。2 A

3、D590的工作原理在被測(cè)溫度一定時(shí)， AD59Cffi 當(dāng)丁一個(gè)包流源， 把它和 530V 的直流電源 相連，并在輸出端申接一個(gè) 1kQ 的包值電阻，那么，此電阻上流過的電流將和 被測(cè)溫度成正比，此時(shí)電阻兩端將會(huì)有 1m療 K的電壓信號(hào)。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、T 2起包流作用，可用丁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(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LBE3和UBE4經(jīng)反極性申 聯(lián)后

4、加在電阻 R 上，所以 R 上端電壓為 LB&因此，電流 I1為：Ii= A 虹 R= (KTZ q) (lnn) / R對(duì)丁 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。由丁利用了包流特性， 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A/ K的 I 值。圖 4 所示是 AD590 的內(nèi)部電路， 圖中的 T1T4 相當(dāng)丁圖 3中的 T1、 T2,而 T9,T11相當(dāng)丁圖 3中的 T3、T4。R5 R6

5、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(duì)稱的 Wilson 電路，用來(lái)提高阻抗。T5、T12 和 T10 為啟動(dòng)電路，圖I普拈萍防的修心電路其中 T5 為包定偏置二極管。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，可用丁進(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

6、的發(fā)射結(jié)電壓互相反極性申聯(lián)后加在電阻 R5和 R6 上，因此可以 寫出： LBE=（R?2 R5） 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 LBE,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 LBE減小，不過，改變 R5 對(duì)LBE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 1A/K。3數(shù)字顯示溫度計(jì)

7、的設(shè)計(jì)AD590M 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 能力強(qiáng)、可遠(yuǎn)距離測(cè)溫且使用方便等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用丁各種冰箱、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 勾成數(shù)字顯示溫度計(jì)的設(shè)計(jì)過程。3. 1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。由丁 AD590 為電流輸出元件，它的溫度每升高 1K,電流就增加 1 A。當(dāng) AD590 的電流通過一個(gè) 10kQ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 電位器申聯(lián)，然后通過調(diào)

8、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)包定的電壓（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)。Jt T I0uF/S5V_.泗li工 L丁 7 soofcn將 AD59裁入 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.

9、73- 2. 73= 0V 即對(duì)應(yīng)丁 0C。朋3電浪/電4及絕氏祖怵疑換電畛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 MC14433S 現(xiàn)首先將 AD590 的輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓，由丁此信號(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)字信號(hào)。采用MC14433 勺轉(zhuǎn)換電路如圖 6所示。此電路的作用是通過A/D轉(zhuǎn)換器 MC14433 務(wù)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 以控制顯示電路。其中 MC1451 仇譯碼/鎖存/驅(qū)動(dòng)電路，它的輸入為 BCDK, 輸出為七段譯碼。 LE眼碼顯示由 MC14433勺位選信號(hào) DS卜 DS4通過達(dá)林頓陣 列 MC141彝驅(qū)動(dòng)，并由 MC14433 勺 DS1 Q2 端來(lái)控制“ + ”、“”溫度的顯 小。當(dāng) DS 仁 1, QK 1 時(shí)，顯小為正；Q0 時(shí)，顯小為負(fù)。圖 6 A/D 轉(zhuǎn)換和數(shù)碼顯示電路框圖(2)用 ICL7106來(lái)實(shí)現(xiàn)采用 ICL7106的A/D轉(zhuǎn)換及 LCD顯示電路框圖如圖 7 所示。其中，ICL710 6 是 3位半顯示的A/D轉(zhuǎn)換電路，它內(nèi)含液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路，可用來(lái)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換和 LCD顯示驅(qū)動(dòng)。II ll/cUi： r；itillW|g