第27卷第6期赤峰學院學報(自然科學版Vol. 27 No 62011年6月Jourmal of Chifeng University( Natural Science EditionJun.2011AD590及應用孫福玉,曹萬蒼(赤峰學院,內蒙古赤峰024000)摘要:本文介紹了集成溫度傳感器的工作原理及AD590的主要特性,分析了AD590基本溫度測量電路和典型溫度控制電路,討論了AD590構成數字溫度表的基本原理.關鍵詞:AD590;集成溫度傳感器;數字溫度表中圖分類號:TP212文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(201)06-0029-01引言線路集成在一個小硅片上,構成一個小型化、一體集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏化的專用集成電路片集成溫度傳感器實質上是一度高、體積小、使用方便等優(yōu)點,得到廣泛應用.種半導體集成電路,它是利用晶體管的be結壓降AD90是美國模擬器件公司生產的單片集成兩端的不飽和值V與熱力學溫度T和通過發(fā)射極電感溫電流源,其管腳圖及元件符號如圖一所示:流I的關系實現對溫度的檢測.目前在集成溫度傳感器中,常采用一對非常匹配的差分對管作為溫度敏感元件圖二是集成溫度傳感器基本原理圖其中Vn和Vn是互相匹配的晶體管,1和L2分別是vnLo和Vn管的集電極電流,由恒流源提供Vn和VT2管的兩個發(fā)射極和基極電壓之差△U可用下式表示叫,即:△U= kT-In( Ap=Kh(y)圖一AD590管腳圖及元件符號AD590的主要特性如下2式中:k-是波爾茲曼常數;q是電子電荷量;(1)每增加1℃,它會增加1μA輸出電流,電y-是Vn和Vn管發(fā)射結的面積之比從上式可看流輸出型的靈敏度一般為lAK其輸出電流是以出,如果保證I/2恒定,則△UL就與溫度T成單絕對溫度零度(-2731℃)為基準每增加1℃它會增值線性函數關系這就是集成溫度傳感器的基本工加1A輸出電流因此在室溫25℃時其輸出電流作原理,在此基礎上可設計出各種不同電路以及不lout=(273+25)=298μA同輸出類型的集成溫度傳感器(2)AD590的測溫范圍為-55℃-+150℃(3)AD590的電源電壓范圍為4V~30VAD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓,因而器件反接也不會被損壞4)輸出電阻為710Mg(5)精度高AD590共有IJ、K、L、M五檔,其中M檔精度最高,在-55℃~+150℃范圍內,非線性誤差為±0.3℃.圖二集成溫度傳感器基本原理圖2集成溫度傳感器工作原理3電產嘛盟西理中國煤化集成溫度傳感器是利用晶體管PN結的電流感器的原理電電壓特性與溫度的關系,把感溫N結及有關電子路圖CNMH晶體管,作為恒基金項目:內蒙古自治區(qū)高等學?？茖W研究項目(Nc08157)流源負載,Vn和Vn管是測溫用的晶體管,其中Vn度AD581是穩(wěn)壓器,為AD590提供一個合理的穩(wěn)管的發(fā)射結面積是w管的8倍,即r=8.流過電路定電壓其控溫原理為:溫度變大,AD590輸出電流的總電流Ir為;增加,比較器反相輸入端電位加大,比較器輸出為2△U2KT_- In()低電平,三級管截止,加熱器停止工作43基于AD590集成溫度傳感器的數字溫度表溫度傳感與控制電路組成數字溫度表,其測量v范圍為0一100℃,圖六為AD590溫度表原理圖AD590溫度傳感器的感測能力是,溫度每升高1K就增加1μA的電流量,該電流流入10K0的電阻民4后,將會產生1pAx10K0=10mV的電壓而00等于273K時,輸出電流273μA,流入10Kn的電阻后,產生273μAx10K9=273V的電壓如果圖三電流輸出型集成溫度傳感器原理電路圖測到電壓為XXV,則可由公式XXV-273V÷4AD590集成溫度傳感器應用實例習10mV得到要測的溫度,溫度傳感器AD590串接41AD590集成溫度傳感器溫度測量電路10K的電阻,然后經一個運算放大器后引入圖四是一個簡單的測溫電路AD90在25℃ADco8o4ADCO8o4是8位模數轉換器,測量精度(298K)時理想輸出電流為298.2μA,但實際上為002V,當ADC0804的轉換值為XXH時,所測存在一定誤差可以在外電路中進行修正因電流溫度為T=XxH×002V-273y)+10mV=xXHx輸出靈敏度為1A/K,每增加1℃它會增加1uA2-273基于此原理即可制成數字溫度表輸出電流,調節(jié)外電路電阻為1K則輸出電壓靈敏度為1mVKAD590圖六AD590溫度表原理圖5結論AD590是應用廣泛的一種集成溫度傳感器,由于它內部有放大電路,再配上相應外電路,可方便圖四AD590集成溫度傳感器溫度測量電路地構成各種溫度顯示及控制電路2AD590集成溫度傳感器控溫電路參考文獻:AD9o集成溫度傳感器簡單的控溫電路如圖(1)周潤景傳感器與檢測技術M北京:電子工業(yè)五所示AD311為比較器,它的輸出控制加熱器電出版社,2009流,調節(jié)R1可改變比較電壓,從而改變了控制溫(2)黃賢武傳感器原理與應用隊北京:高等教育出版社,2005UADs害[3 ]Dirk Jansen. Handbuch der Electronic Design[M]北京:電子工業(yè)出版社,2005:〔4〕孫福玉楊蘊石基于FPGA的溫控定時噴灌系計微計算機信息2007(32)216-217〔5鱟生由平設計競賽電路設計M]圖五AD590集成溫度傳感器控溫電路中國煤化工2006:18-21.CNMHG