模电课程设计——温度测量控制系统的设计与制作

模电课程设计——温度测量控制系统的设计与制作内容摘要：

图 1 温度测量控制系统框图 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） （一）温度信号转化为电流信号部分 本部分应用了集成温度传感器 AD590。 AD590 是电流型温度传感器 , 通过对电流的测量可得到所需要的温度值。 其电路外形如图 2 所 示 ,它采用金属壳 3 脚封装 , 其中 1 脚为电源正端 V+。 2 脚为电流输出端 I0。 3 脚为管壳 ,一般不用。 图 2 AD590 管脚图 AD590 的主要特性如下： （ 1）流过器件的电流（μ A）等于器件所处环境的热力学温度（ K），即： AD590 串接一个 10KΩ接地电阻 用电位器将5V 电压分压出 电压 加减运算电路将 ~电压转换成 0~5V 输出 电压跟随器 电压跟随器 555 电路 构成 2~3V滞回电压比较器 分压电路 0~5V 输出 输出端 1 实现高低电平的输出 LED 灯 产生 ~电压 5 A/K1/ TIr 式中： Ir 为 器件 AD590 的电流，单位为：μ A。 T 为所处环境的热力学温度，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 Ir 变化为 1μ A，相当于温度变化为 1K。 AD590 可承受 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 710MΩ。 （ 5）精度高。 共分 I、 J、 K、 L、 M 五档， M 档精度最高，在 55℃～ +150℃范围内，非线性误差仅为177。 0． 3℃。 参数计算 本设计要求在室温 0～ 50℃范围内变化，所以由： tT 273 （ K） 有： 1 273 0 273T    ， 2 273 50 323T   ,且 A/K1/ TIr 所以， 有： AIr 2731  ， 1 323rIA AD590 的封装及应用电路 （ 1） AD590 的封装 图 3 AD590 封装 1： VCC 2：电流输出 3： NC （ 2） AD590 的应用电路 图 4 AD590 应用电路 由于在 multisim 中，没有 AD590 这个传感器的虚拟元器件，故在电路中根据其特性，用一个直1 2 3 6 流电流源代替。 为了在仿真中方便表示温度的变化对输出电压的影响，故使用输出电流变化的直流电流源。 硬件安装时： AD590 的安装时要注意引脚安装正确。 AD590 的管脚图由图 3 所示，安装时管脚 1接高电源，此处用 12V。 2 号引脚是直流输出， 3 号脚悬空即可。 用电烙铁接触一下 AD590 随即放开，然后再点一下这样来加热，使温度升高，温度传感器将感受到的温度变化转化为电流信号。 （二）电流信号转化为电压信号部分 原理：根据 AD590 的电流输出特性，当温度在 0℃～ 50℃变化时，输出电流从 273uA～ 323uA 之间线性变化。 则通过电压跟随器 2 输出的电压将为 ～。 如图 52。 参数计算：由欧姆定律： I=U/R， U=IR 得： V。