哈工大模电大作业1.doc

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lA K；（3）线性度好，满刻度范围为0 .3；（4）电源电压范围4 -30 V，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298.2A；（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1A。在制造时按照热力学温度标定，即在0时，AD590的电流为I=273A。电流I(A)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10K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273A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10K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273A，各表示数如图所示。当温度变为10时，设置为283A，各表示数如图所示。当温度为20时，设置为293A，各表示数如图所示。当温度为30时，设置为303A，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