电热水器控温器的设计

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1、传感器技术及应用大作业传感器技术及应用大作业电热水器控温器的设计学院：通信与电子工程学院班级：电子071学号：2007******姓名：*****指导老师：****日期：2010年05月14日7传感器技术及应用大作业摘要：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。关键词：AD590；集成温度传感器；温度差；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

2、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：mA/K式中：—流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单

3、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710M。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℃。7传感器技术及应用大作业三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

4、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。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

5、，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。7传感器技术及应用大作业要使图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。以下两图为对此

6、电路进行仿真的电路图,由于仿真软件中没有AD590,此处根据AD590测温原理,分别用1mA,2mA的电流源来表示外界温度的变化.由图可知当外界温度发生变化是,引起AD590中的电流发生变化,从而输出的电压发生改变,根据改变的幅度的大小可知外界的温度的多少。图1.7传感器技术及应用大作业图23、温差测量电路及其应用(1).电路与原理分析图3是利用两个AD590测量两点温度差的电路。在反馈电阻为100kW的情况下，设1#和2#AD590处的温度分别为（℃）和（℃），则输出电压为。图中电位器R2用于调零。电位器R4用于调整运放LF355的增益。由基尔霍夫电流

7、定律：（1）由运算放大器的特性知：（2）（3）7传感器技术及应用大作业调节调零电位器R2使：（4）由（1）、（2）、（4）可得：设：R4=90kW则有：==（5）其中，为温度差，单位为℃。由式（5）知，改变的值可以改变VO的大小。(2).应用举例以某节能型药材仓库温、湿度控制系统为例，若要求库房温度低于T℃，相对湿度低于A1B1%RH。则采取的两种控制模式如下：控制模式一：当库内相对湿度高于A1B1%RH且库外温度低于T℃时，进行库内外通风。这种方式是利用库内外湿度差进行空气的交换，以达到库内除湿的要求，其优点是高