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集成温度传感器AD590及其应用

2007/9/4    来源:中国IC网        
关键字:传感器  AD590  集成温度传感器  温度差  
本文介绍了集成温度传感器AD590,给出了AD590测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路,并以节能型温、湿度控制系统为例介绍了利用AD590测两点温差电路的应用。

    一、引言

    集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路,它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测:

   

    式中:K—波尔兹常数;
          q—电子电荷绝对值。

    集成温度传感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点,得到广泛应用。集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为10mV/K,温度0℃时输出为0,温度25℃时输出2.982V。电流输出型的灵敏度一般为1mA/K。

    二、AD590简介

    AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下:

    1、流过器件的电流(mA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数,即:

   

    式中:Ir—流过器件(AD590)的电流,单位为mA;
          T—热力学温度,单位为K。

    2、AD590的测温范围为-55℃~+150℃。

    3、AD590的电源电压范围为4V~30V。电源电压可在4V~6V范围变化,电流 变化1mA,相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件反接也不会被损坏。

    4、输出电阻为710MW。

    5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档,其中M档精度最高,在-55℃~+150℃范围内,非线性误差为±0.3℃。

    三、AD590的应用电路

    1、基本应用电路

    图1(a)是AD590的封装形式,图1(b)是AD590用于测量热力学温度的基本应用电路。因为流过AD590的电流与热力学温度成正比,当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1kW时,输出电压VO随温度的变化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差,电阻也有误差,因此应对电路进行调整。调整的方法为:把AD590放于冰水混合物中,调整电位器R2,使VO=273.2mV。或在室温下(25℃)条件下调整电位器,使VO=273.2+25=298.2(mV)。但这样调整只可保证在0℃或25℃附近有较高精度。


图1 AS590的封装及基本应用电路

    2、摄氏温度测量电路

    如图2所示,电位器R2用于调整零点,R4用于调整运放LF355的增益。调整方法如下:在0℃时调整R2,使输出VO=0,然后在100℃时调整R4使VO=100mV。如此反复调整多次,直至0℃时,VO=0mV,100℃时VO=100mV为止。最后在室温下进行校验。例如,若室温为25℃,那么VO应为25mV。冰水混合物是0℃环境,沸水为100℃环境。

    要使图2中的输出为200mV/℃,可通过增大反馈电阻(图中反馈电阻由R3与电位器R4串联而成)来实现。另外,测量华氏温度(符号为℉)时,因华氏温度等于热力学温度减去255.4再乘以9/5,故若要求输出为1mV/℉,则调整反馈电阻约为180kW,使得温度为0℃时, VO=17.8mV;温度为100℃时,VO=197.8mV。AD581是高精度集成稳压器,输入电压最大为40V,输出10V。


图2 用于测量摄氏温度的电路

责任编辑:江琦
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