基于ad590温控器的设计

1、基于基于ADAD590590温控器的设计温控器的设计实验目的实验目的1 了解常用的集成温度传感器了解常用的集成温度传感器AD590的内部原理的内部原理及基本的工作原理。及基本的工作原理。2 设计电路检测设计电路检测AD590输出的电压输出的电压U与温度的与温度的T的的线性关系。线性关系。3 讨论电流输出型和电压输出型集成温度传感器讨论电流输出型和电压输出型集成温度传感器的优缺点。的优缺点。实验原理实验原理1 如图为如图为AD590 的外形电路，在制造时按的外形电路，在制造时按K氏度标定，即在氏度标定，即在0C时时,AD590的电流为的电流为273uA，温度每增加，温度每增加1K氏度，电流随之增

2、加氏度，电流随之增加1uA。AD590相当于恒流源，和一电阻串联即将电流信号转换为电压信号，相当于恒流源，和一电阻串联即将电流信号转换为电压信号，为了精确起见还应有一电位器串入，如果串入为了精确起见还应有一电位器串入，如果串入1K电阻，温度每变化电阻，温度每变化1K，电压变化，电压变化1mV，且与温度的变化成正比，即转换当量，且与温度的变化成正比，即转换当量1mV/K。当。当电源电压在电源电压在V=4uV30V之间时，其电流将随温度的大小而线性变化。之间时，其电流将随温度的大小而线性变化。由于电源电压的变动亦会影响由于电源电压的变动亦会影响AD590电流输出，但随电源电压的变大，电流输出，但随

3、电源电压的变大，其电压变动所造成的影响将变小，因此建议采用较高电源电压，其电压变动所造成的影响将变小，因此建议采用较高电源电压，AD590对温度对温度T的端电流关系式为：的端电流关系式为： I(T)=I(0)=1u/T()=273.2uA=TuA V(T)=I(T)R=273.2RTR可见电压输出可见电压输出V（T）与温度）与温度T呈线性关系呈线性关系 AD590的外形电路图的外形电路图2 电路中，用电路中，用AD590获取温度信号。根据获取温度信号。根据AD590的数据手册可以知道，的数据手册可以知道，在正常工作的情况下，在正常工作的情况下，AD590的电流变化的电流变化1A，相当于环境温度

4、变化，相当于环境温度变化1摄氏度，当环境温度为摄氏度，当环境温度为0摄氏度的时候，摄氏度的时候，AD590产生产生273A的电流。的电流。AD590经过经过10K的电阻串联后，在电阻的两端产生（的电阻串联后，在电阻的两端产生（2.73+T）V的电的电压，该电压经过由压，该电压经过由LM324构成的差分放大电路后，调整为构成的差分放大电路后，调整为05V的电的电压，输入到继电器，触发继电器驱动蜂鸣器发声。压，输入到继电器，触发继电器驱动蜂鸣器发声。 实验内容与步骤实验内容与步骤1方案设计方案设计: 正确选择实验方法，进行参数估算，选择实验仪器，给正确选择实验方法，进行参数估算，选择实验仪器，给出

5、电路图，拟定实施方法和操作步骤，考虑数据处理方法等。出电路图，拟定实施方法和操作步骤，考虑数据处理方法等。试验流程图试验流程图AD590工作在工作在5V的电源下，产生的电源下，产生273 373A（0 100摄氏度）的摄氏度）的电流，经过电流，经过R1的分压过后，转换为的分压过后，转换为2.733.73V的电压，经过一个由的电压，经过一个由LM324构成的跟随器后，送至三运放放大电路的一端（设这个电压为构成的跟随器后，送至三运放放大电路的一端（设这个电压为U0）。稳压管）。稳压管1N4728可以将可以将5V的电源稳压成为的电源稳压成为3.3V，再经，再经1K的滑的滑动变阻器动变阻器R7分压后，

6、产生分压后，产生2.73V的电压（的电压（U1），送至三运放放大电），送至三运放放大电路的另一输入端。可以通过调节路的另一输入端。可以通过调节5K的滑动变阻器的滑动变阻器R8 的阻值，来调节的阻值，来调节放大倍数。经过该三运放，实现了电压的相减和调节。放大倍数。经过该三运放，实现了电压的相减和调节。具体电路图如下所示：具体电路图如下所示：2仪器调试：万用表，仪器调试：万用表，DH1718-5型双路跟踪稳压稳流电源，型双路跟踪稳压稳流电源，3数据测量：测量数据测量：测量AD590在不同温度下输出的电流电压值。在不同温度下输出的电流电压值。实验结果实验结果将温度传感器将温度传感器AD590置于置于

7、26摄氏度的常温下，测量输出电压为摄氏度的常温下，测量输出电压为1.31V，经计，经计算，发现放大关系正确，改变温度至算，发现放大关系正确，改变温度至50摄氏度，测出输出电压为摄氏度，测出输出电压为2.49V，放，放大正常。再改变温度至大正常。再改变温度至80摄氏度的时候，发现输出电压为摄氏度的时候，发现输出电压为3.8V，与放大关系，与放大关系不符，分析发现，原因是不符，分析发现，原因是LM324工作在工作在5V的电压下，由于本身的放大局限，的电压下，由于本身的放大局限，放大器的输出一般要小于电源电压，所以，基本上放大器的输出一般要小于电源电压，所以，基本上3.8V已经达到了已经达到了LM3

8、24的的最高输出值。若要使输出电压增大，则需要为最高输出值。若要使输出电压增大，则需要为LM324提供更高的电压。提供更高的电压。 分析发现，温度变化分析发现，温度变化1摄氏度，输出电压对应变化摄氏度，输出电压对应变化0.05V。实验注意事项实验注意事项1电路板的检查：电路板的检查： 检查电路板的焊接是否正确，有无虚焊、错焊以及检查电路板的焊接是否正确，有无虚焊、错焊以及漏焊，各电阻的阻值是否正确，集成运放漏焊，各电阻的阻值是否正确，集成运放LM324的管教是否连接正确，的管教是否连接正确，以及以及AD590和和1N4728的连接是否有误。在该次调试中，发现有一电的连接是否有误。在该次调试中，

9、发现有一电阻接错，后仔细对照图纸检查，重新焊接正确。阻接错，后仔细对照图纸检查，重新焊接正确。 2各关键点电压的测量：分别测量各关键点的电压值，检查电路工作各关键点电压的测量：分别测量各关键点的电压值，检查电路工作是否基本正确。实际测得，是否基本正确。实际测得，U0=2.81V，U1=2.63V,Uout=3.8V，温度，温度改变，改变，U0变化，但是输出不变。分析后发现，原来最后一个放大器变化，但是输出不变。分析后发现，原来最后一个放大器U2D的反馈电阻接到了的反馈电阻接到了+端，所以导致输出电压值恒定不变，于是将端，所以导致输出电压值恒定不变，于是将电阻重新焊接。电阻重新焊接。 3调节调零

10、电压：调零电压的调节是通过改变调节调零电压：调零电压的调节是通过改变1K的滑动变阻器的滑动变阻器R7的阻的阻值来实现的。值来实现的。4调节放大倍数：调节放大倍数是通过改变调节放大倍数：调节放大倍数是通过改变5K的滑动变阻器的滑动变阻器R8的阻值的阻值来实现的，分析得知，放大来实现的，分析得知，放大5倍较为合适。倍较为合适。实验总结实验总结经过这次的课程设计实验经过这次的课程设计实验,我们得到了不少的收获我们得到了不少的收获,一方面加深了我们对一方面加深了我们对课本理论的认识课本理论的认识,另一方面也提高了实验操作能力。现在我们总结了以下另一方面也提高了实验操作能力。现在我们总结了以下的体会和经

11、验。的体会和经验。 这次的实验跟我们以前做的实验不同，因为我觉得这次我们是真真正正这次的实验跟我们以前做的实验不同，因为我觉得这次我们是真真正正的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实验最宝贵，最深刻的。就是实的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实验最宝贵，最深刻的。就是实验的过程全是我们学生自己动手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实验的过程全是我们学生自己动手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实验的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用：弄懂实验的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用：弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑验原理，而且体会到了实

12、验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。筋，亲自去请教别人才能得到提高的。通过本次课程设计，我更深入地了解了一个放大电路的设计过程，通过本次课程设计，我更深入地了解了一个放大电路的设计过程，学习了学习了AD590的工作方式和用的工作方式和用LM324设计放大电路的方法，加深了设计放大电路的方法，加深了对三运放高共模抑制比放大电路的理解，深刻体会了电路板焊接中对三运放高共模抑制比放大电路的理解，深刻体会了电路板焊接中的各种技巧。我对一些测试硬件、软件及其使用有了更深刻的认识。的各种技巧。我对一些测试硬件、软件及其使用有了更深刻的认识。还有在课程设计过程中，我们确切的感受到，课本上的理论知识要还有在课程设计过程中，我们确切的感受到，课本上的理论知识要是真正地