溫度傳感器AD590文獻翻譯

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上溫度傳感器AD590 Analog Devices,Inc,1997 http/ 特征 引腳設計圖線性電流輸出： 1 A/K寬的適用范圍：-55到+150針式兼容陶瓷封裝激光校準可到0.5刻度準確度優(yōu)越的線性度： 0.3在滿量程間 電源供應范圍：+4V到+30V 傳感器與盒套隔離低功耗 圖1 下視角產(chǎn)品說明：AD590是一種兩端子集成電路溫度傳感器。它產(chǎn)生與絕對溫度成比例的輸出電流。 當電源電壓在+4v到+30v時，這個傳感器就會 呈現(xiàn)阻抗，以1A/K增長的恒定電流的調(diào)整裝置。集成片里的薄膜電阻的激光校準技術被用來校準該裝置，使它在298.2K是輸出298.2A電流。

2、在通常的電子溫度傳感器普遍應用的150以下，AD590可以在任何溫度感應應用中使用。一個整體的集成電路，免去了供電電路，而且內(nèi)部低功耗。這些使得AD590成為許多溫度測量情況中不錯的選擇。線性電路，精確的電壓放大，電阻測量電路和冷連接補償在應用AD590是都不需要。除了溫度測量，應用還包括溫度補償或者離散部分校正，與絕對溫度成比例的斜率，流速測量，液位檢測和風速等級檢測。AD590采用單片形式封裝。它適合混合電路和受保護環(huán)境中的快速溫度測量。AD590在細微感應應用方面非常有用。透雨高阻抗電流輸出在長線上傳輸對電壓降落不敏感。任何好的絕緣雙絞線在接收回路幾百英尺外都可以勝任操作。輸出特性也使A

3、D590容易多路傳輸：電流可以通過CMOS多路選擇器變換而且供應電壓可以通過邏輯門輸出變換。產(chǎn)品的概況：1.AD590是一個標準的雙端子溫度傳感器，它需要一個直流電壓源(+4v到+30v)。在應用該器件時，高昂的變送器，濾波器，主干線路補償和線性電路都是不需要的。2.在薄膜上非?？季康募す庑始夹g和多方面的最后測試保證了AD590單元之間可以替換。3.優(yōu)越的面輸出結果是電流而不是電壓。除此之外，電源需求也低(1.5mWs5V+25)。這些特征使得AD590很容易作為一個替代傳感器來應用。4.高輸出阻抗(>10M)提供出色的供應電壓漂移和波動的抑制作用。例如，把供應電壓從5V改變的到10V

4、只引起1A最大的電流變化或者說1等同的誤差。5.AD590是驚人的耐用：它可以經(jīng)受正向電壓達到44V反向電壓達到20V。 因此不規(guī)則的供應電壓或者引腳顛倒都不會損壞器件的。表1 AD590特性 型號 AD590Jmin 標準 max AD590Kmin 標準 max單位絕對最大額定范圍正向電壓反向電壓擊穿電壓適用溫度范圍存儲溫度范圍最大溫度 +44 -20 ±200 -55 +150-65 +155 +300V+44-20±200-55 +150-65 +155 +300VVVV電源供應+4 +30+4 +30V輸出微小的電流輸出溫度系數(shù)刻度誤差絕對誤差(沒有外部刻度調(diào)整裝

5、置)在25時刻度誤差調(diào)整為零非線性重復性長時間漂移電流噪聲電源供應輸出4V<Vs<5V5V<Vs<15V15V<Vs<30V端子的隔離電阻有效的濾波電容電子開啟時間反向偏置漏電流(反向電壓=10V) 2982 1 ±50 ±10 ±30 ±15 ±01 ±01 40 05 02 01 100 20 10 2982 1 ±25 ±55 ±20 ±08 ±01 ±01 40 05 02 01 100 20 10A A/K A/VV/VA/VpF

6、spA封裝選擇TO-52平板包裝 AD590JH AD590JF AD590KH AD590KF注釋：1.在-100和+200時，AD590被短時間使用測量，沒有任何物理上的損傷。盡管如此，絕對溫度誤差劃分只適用與適用溫度范圍內(nèi)。2.溫度在-55到+150之間循環(huán)反復之后，最大偏差出現(xiàn)在+25讀數(shù)左右。這項保證沒有檢測。3.情況：恒定5V恒定+125，這項保證沒有經(jīng)過檢測。4.漏電流每變化10翻倍。說明書在沒有通知的情況下不會改變。說明書中用黑色字體標出來的部分是所有產(chǎn)品在最后電子檢測中所得的結果。那些檢測出來的結果被用來計算輸出的質(zhì)量水平。雖然那些黑色字體標出來的部分在所有產(chǎn)品進行了檢測，但

7、是在說明書中所有的最小值和最大值都可以保證。型號 AD590Lmin 標準 max AD590Mmin 標準 max單位絕對最大額定范圍正向電壓反向電壓擊穿電壓適用溫度范圍存儲溫度范圍最大溫度 +44 -20 ±200 -55 +150-65 +155 +300V+44-20±200-55 +150-65 +155 +300VVVV電源供應+4 +30+4 +30V輸出微小的電流輸出溫度系數(shù)刻度誤差絕對誤差(沒有外部刻度調(diào)整裝置)在25時刻度誤差調(diào)整為零非線性重復性長時間漂移電流噪聲電源供應輸出4V<Vs<5V5V<Vs<15V15V<Vs&l

8、t;30V端子的隔離電阻有效的濾波電容電子開啟時間反向偏置漏電流(反向電壓=10V) 2982 1 ±10 ±30 ±16 ±04 ±01 ±01 40 05 02 01 100 20 10 2982 1 ±05 ±17 ±20 ±03 ±01 ±01 40 05 02 01 100 20 10A A/K A/VV/VA/VpFspA封裝選擇TO-52平板包裝 AD590LH AD590LF AD590MH AD590MF溫度值轉(zhuǎn)換方程AD590有60英寸的金鍍在它的重要部分

9、和頭部。一個電阻焊體被用來把鎳帽封裝在頭部。AD590片上面裝有一個頭部，用1Mil的鋁線相連。Kovar含量組成：53%鐵，29% ±1% 鎳，17 %±1%鈷，0.65%錳(最大含量)，0.20%硅最大含量，0.10%鋁最大含量，0.1%鎂最大含量，0.10%鋯最大含量，0.1%鈦最大含量，0.06%碳最大含量。AD590F是陶瓷封裝的，金鍍在它的重要部分，蓋子和片內(nèi)。80/20金/錫成分的焊料被用來做1.5Mil厚的焊料環(huán)放在底部。片內(nèi)在金屬層和和鍍金層有一個鎳墊層。AD590在片內(nèi)裝有一個頭部，用1Mil的鋁線相連。注意：片子直接與陶瓷底相連，而不是金屬蓋子。當以截

10、止形式用AD590的時候，為了正確的電路操作，片子的基體必須保持電氣隔離。圖2 AD590用激光校正的片形式，根據(jù)種類決定細節(jié)AD590用一個硅晶體管基本特性來得出它的溫度比例特征：如果兩個相同的晶體管在一定集電極電流密度比率下工作，那么它們的基極和發(fā)射極電壓方面的不同就會是(KT/q)(In r)。如果K和q恒定，電子充電量也恒定，結果與絕對溫度成直接比例關系。在AD590內(nèi)，通過低溫度系數(shù)的薄膜電阻，這種線性電壓被轉(zhuǎn)化成線性電流。器件的總電流變成了線性電流的倍數(shù)。參見圖3 AD590圖解表，Q8和Q11是產(chǎn)生線性電壓的晶體管。R5和R6把電壓轉(zhuǎn)化成電流。Q10集電極電流跟蹤Q9，Q11等集

11、電極電流，余下電路供應所有的偏置和漏電流，使得總電流與絕對溫度成比例關系。R5和R6是在薄片上用激光調(diào)整的，在25時，用來校準該器件。圖4 表明在25電路的典型V-I特性和溫度極限 圖3 示意圖表 圖4 供應電壓 AD590的劃分方式使它很容易應用于很多不同的應用方面。理解多種特征的意義，供應電壓和端子環(huán)境對精確度的影響很重要。AD590是一個基本的與絕對溫度成比例關系的電流調(diào)整器。也就是輸出電流等于一個標度因子乘以傳感器在開爾文溫度時的溫度。這個標度因子通過調(diào)整指示溫度符合真實溫度，在工廠被校準為1A/K。這項工作通過再25左右溫度時給器件加5V電壓來完成。器件然后被封裝并測試精確度。在最后

12、的工廠測試時，指示溫度和真實的溫度的差異就叫做刻度誤差。它導致器件總的誤差是與絕對溫度成比例關系的。例如，AD590L的1最大的刻度誤差的影響從在-55時的0.73到在+150時的1.42變化。圖5表示一個嚴重的刻度誤差怎么偏離理想溫度的。圖5 對比溫度的刻度誤差在所有等級的AD590中，刻度誤差都是一個產(chǎn)生最大總誤差的主要原因。圖6表明 達到這個目的的最簡單方法。為了校準這個回路，AD590的溫度用一個參考傳感器來測量。R被校準，以便在那個溫度時，Vt=1mv/k。注意：當這個誤差在某一溫度時被校準，則在整個溫度范圍內(nèi)，誤差的影響就為零。在許多應用中，有一個電流電壓轉(zhuǎn)換電阻。該電阻可以用來刻

13、度因子的調(diào)整校準。圖6 一次溫度校正誤差溫度：經(jīng)過校準調(diào)整后的誤差。每一個AD590用校準調(diào)整后的誤差來檢測它在所有溫度范圍內(nèi)的誤差。因為這個規(guī)定是在測溫時真實電流和真實電流與絕對溫度成比例因子在25時的乘積的最大差異。所以它也可以叫做與絕對溫度成比例的變換結果。這個誤差包含一個斜率誤差和一些曲率，大部分誤差在溫度的極限處。圖7表明了一個標準的AD590K在進行誤差調(diào)整校準前后的溫度曲線。 圖7 比例因子對精確度的影響誤差溫度：不用使用者校正。通過簡單的測量電流來使用AD590，誤差是根據(jù)所描述的與絕對溫度成比例的變換結果減去加溫度調(diào)整影響后的結果的差值。例如，AD590L的最大總誤差從-55

14、時的2.33變化到在150時的3.02。為了坦率，只有大的數(shù)據(jù)在說明書中表示出來。非線性：非線性是在應用AD590是的滿量程中電流與最合適的直線的最大偏差。AD590在-55到150范圍內(nèi)的非線性優(yōu)于所有的傳統(tǒng)電子溫度傳感器，例如，半導體結，RTD和晶體管。圖8 非線性圖9表明電路中的非線性誤差是產(chǎn)生超越溫度誤差的主要原因。電路經(jīng)過調(diào)整R1校準，使AD590在0時產(chǎn)生0V輸出。R2被調(diào)整，使得傳感器在100時產(chǎn)生10V電壓輸出。對于別的溫度可以運用這個程序，只要他們是用參考傳感器來準確測量。注意為了15V的正輸出，運算放大器V+輸出必須大于17V。也要注意到V-要最少-4V：如果V-是地，那么

15、沒有電壓適用該裝置。圖9A 兩次溫度校正圖9B 典型的兩次校正精確度電源供應拒絕值說明輸出電流的最大改變決定于輸入電壓的改變。輸出對輸入電壓不敏感允許不規(guī)則電壓的使用。這也意味著幾百歐姆的電阻（例如CMOS多路器）在這系列器件中可以忽略。注意用一個不是5V的供應電壓不會改變AD590的與絕對溫度成比例的特性。換言之，這個改變與刻度誤差相等，可以被量程因子校正改變。AD590說明書允許在低熱量電阻環(huán)境中，在傳感器上加5V電壓時使用。傳感器的環(huán)境熱電阻的大改變將會改變自熱值，引起可以預見的但不需期望的輸出改變。AD590使用的熱環(huán)境決定兩個重要特性：自熱的影響，傳感器對時間的響應。 圖10熱電路模

16、型圖10是一個涵蓋這些特性的AD590模型。以TO-52封裝為例，是片和盒之間的電阻大約26/Watt。是盒與周圍環(huán)境的熱電阻，由熱連接特性決定。電源P代表片上的電壓。結溫 減去周圍溫度是： 方程1表2給出了幾種普通的“H”和“F”封裝的熱媒介的和的和。使用的散熱器是一個普通的夾子。用方程1，當由一個5V電源驅(qū)動時，AD590“H”封裝在攪動浴中，在25時溫度上升將會是0.06。盡管如此，同樣的情況多在空氣中，溫度上升0.72。對于一個給定的供應電壓，溫度的上升隨著電流改變而且與絕對溫度成比例。然而，如果一個應用電路用傳感器在相同的熱環(huán)境中校正，且將在這樣的環(huán)境中使用，在整個溫度范圍內(nèi)，對這個

17、影響進行刻度因子校正補償。表2 溫度電阻媒介HFHF鋁塊校正油移動空氣有散熱器沒有散熱器靜止空氣有散熱器沒有散熱器3042451151914801060-190-65013.5108600.10.6-10.0-30AD590對在溫度方面的階躍改變的時間響應由熱電阻和熱電容和盒電容所決定。對于AD590來說，大約為0.04Watt-sec1。隨著標準的媒介改變，因為它包含與盒直接接觸的任何東西。在多數(shù)情況下，圖11的單溫度時間常數(shù)指數(shù)曲線充分的描述了時間響應。圖11 時間響應曲線圖12 變量數(shù)值顯示圖12表示利用一低消費嵌入式數(shù)字儀表來顯示絕對溫度、攝氏溫度或者華氏溫標。用于絕

18、對溫度的插腳、和是接地的；用于華氏溫度的插腳和被斷開的。上述結構輸出1°C 或 1°F的三位顯示，除非在55°C到+125°C的溫度范圍內(nèi)絕對精度不超過±2.0°C，否則最上級的溫度標定不能工作在AD590，L，M上。圖13串聯(lián)和并聯(lián)若干個AD590串聯(lián)如圖13所示，其中只顯示靈敏溫度最低的。相反，如果并聯(lián)則輸出平均溫度。圖14所示電路表示通過哪些溫差測量產(chǎn)生規(guī)律。R1和R2用于整理運算放大器的輸出端顯示出要求的溫差。例如，兩個裝置間固有的偏移量可以嵌入。如果V+和V完全不同，內(nèi)部消耗的差值便會引起一個內(nèi)部溫度的上升。這個效果可通過傳

19、感器在液面探測裝置或者風速風向測定裝置的理解測量環(huán)境熱阻。 圖14 差值測量圖15冷端溫度補償電路用于J型熱電偶圖15是典型的用AD590監(jiān)測參考結溫度的J類型熱電偶的冷端溫度補償電路。這個電路用冰浴代替周圍溫度在+15°C和+35°C之間的熱電偶標準。是通過調(diào)準RT被校準的，RT是一個特殊的儀表讀數(shù)，它的測量點在已知參考溫度和接近+25°C。圖15中元件按照TCs說明使用，電路溫度在+15°C到+35°C之間的補償精度要在±0.5°C以內(nèi)。其他的熱電偶可以是提供不同電阻值的類型。記錄TCs首要因素導致的參考電壓和電阻。圖1

20、6.4毫安到20毫安電流傳感器圖16是一個典型的用于40V，1KW系統(tǒng)中的電流傳感器；它的4毫安到20毫安的全電流范圍用于測量精準范圍的實際溫度。例中，AD590的輸出端1 mA/K被放大到1 mA/°C，4毫安相當于17°C，20毫安相當于33°C的偏移量。RT被處于中值的參考溫度的特殊讀值調(diào)整。由于一個適當?shù)碾娮?，任何溫度范圍以?nèi)ad590的操作限度都可以被選擇。圖17 單一的溫度控制電路圖形17是一典型的利用ad590可調(diào)溫度控制電路（恒溫器）。變阻器和繼電器被選擇設置了各種大大小小限度的RSET。RSET可以是一個單一的電勢，校準電勢或者是轉(zhuǎn)換電阻分壓器。AD590的電壓從10V標準中分離出該元件從供電波動越過它當保持一定合理的電壓值時(7 V)。電容器C1需要經(jīng)常從遙感器中過慮擾動噪聲。RB是通過功率晶體管和電流規(guī)格的負載b決定的。圖18表示AD590可以配置一個8為的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生一個數(shù)字控制的設定值。這個特殊的電路可在0.2°