由AD590组成的测温电路

1、Harbin Institute of Technology模电课程大作业（一）设计题目： 由AD590组成的测温电路 院 系： 班 级： 设 计 者： 学 号： 设计时间： 201 由AD590组成的测温电路摘要：A D590是AD公司利用P N结正向电流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源波动的特性。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：集成温度传感器AD590 温度测量 电流电压转换电路设计要求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

2、围内0-30,输出电压上限5V,请完成设计。 （2）.电阻用标准值。 （3）.所选运放型号,管脚图。 （4）.AD590管脚图。 （5）.对部分或全部电路仿真。一基本原理及电路参数选择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，其通过的电流与AD590的温度成正比，AD590管脚图和封装图如图1所示，最后一个引脚为传感器外壳，可悬空或者接地（起屏蔽作用）。 图1 AD590管脚图及封装图2.AD590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

3、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，AD590具有良好的互换性和线差，有消除电源波动的特性，其输出阻抗达10M，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+t3. 电路设计参数选择 由电流-电压转换电路原理初步得出图2方框中的

4、测温电路，电路其他部分以及电路元件参数分析如下。 图2 温度测量原理图 为了将AD590输出的电流信号转换为电压信号，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时输出电压为0V，应加入偏移量，来抵消此时AD590输出。 如图2所示，I1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 UO1=IfR4=(I-I1)R4 为了使得运算放大器A1的输出与摄氏温度成正比，选择R4=10K，即温度每增加1，UO1增加10mV。稳压二极管DZ的稳定电压UZ为5.1V，R1为VS1的限流电阻，应保证IZ远大于I

5、1，可选择R1=2K.同样由于放大器A1的反相输入端虚地，有 I1=273A所以R2+RP1 18.68K ,可选择R2=10K,Rf1选用10K电位器。 为了达到设计要求，及电压变化范围，在图2基础上加入第二级同相比例运算电路，使温度电压转换当量为100mV/,即使第二级放大倍数为10.4.运算放大器 本设计采用通用集成运放741，其引脚排列及引脚功能如图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 图3 741运放管脚图二电路设计及部分仿真 1. 由2参数分析结论设计电路如图4,由于Multis

6、im12中没有AD590元件，因此仅对没有AD590接入情况下的部分电路进行仿真。 图4 温度测量电路图 2. 图4中XMM2读数即为偏移量I1，XMM1读数即为输出UO1，XMM3读数即为第二级运放输出UO，未接入AD590时其读数分别为 3. 根据理论分析可得，当接入AD590时，由 UO1=IfRf1=(I-I1)Rf1 UO=10UO1则电路输出电压UO1与AD590提供的电流变化量成正比。只需合理选择Rf1，R8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。三设计总结用该电路测量温度时，输出电压与温度数值上关系为 T()=10UO（V）温度为0时，输出电压UO1=0V，温度每增加1，输出电压增100mV，当温度达到30时，输出电压为3V，满足输出上限为5V的要求，且电路所用电阻也为