基于ad590的课程设计

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1、目录目录-1-摘要：-1-关键词：-1-1引言-1-2温度传感器特性及检测研究实验-1-2.1设计目的-1-2.2设计所需的芯片原理-1-2.2.1AD590的内部原理：-1-2.2.2AD590的工作原理-1-2.3设计所需的仪器-1-2.4设计步骤-1-2.5实验数据-1-2.6绘图分析-1-2.7数据分析及结论-1-3集成温度传感器的应用的探讨-1-4集成温度传感器两种输出型比较-1-5设计心得与体会-1-参考文献-1-致谢-1--8-集成温度传感器的特性集成温度传感器的特性摘要：了解常用的集成温度传感器AD590的基本原理，然后，设计电路检测流过AD

2、590的电流I与温度的T的线性关系，画出其拟合曲线，分析非线性误差。最后，讨论电流输出型和电压输出型集成温度传感器的优缺点。关键词：集成温度传感器线性关系拟合曲线非线性误差1引言集成温度传器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于－50℃－＋150℃之间测量，温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极—发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管Ub电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。集成温度传感器有电压型和电流型二种，电流输出型集成温度传感器，在一定温度下，它相当于一个恒流源。因此它

3、具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰。具有很好的线性特性。本实验采用的是国产的AD590。它只需要一种电源（＋4V－＋30V）。即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为R2）即可实现电流到电压的转换。它使用方便且电流型比电压型的测量精度更高。2温度传感器特性及检测研究实验2.1设计目的1.了解常用的集成温度传感器AD590的内部原理及基本的工作原理。2.设计电路检测AD590输出的电压U与温度的T的线性关系。3.讨论电流输出型和电压输出型集成温度传感器的优缺点。2.2设计所需的芯片原理2.2.1AD590的内部原理：AD5

4、90的内部简化电路如图所示。该传感器由多个晶体管和电阻组成,其中晶体管制作在一个半导体单面基片上,因此它们的特性、损耗和发射极面积能够相互匹配。整体分析,该电路可看作由两个镜象电流源构成。其中,晶体管Q1和Q2组成上镜象电流源,Q3和Q4组成下镜象电流源。如果设上镜象电路的输出是Q3的输入,则Q4-8-集成温度传感器的特性的输入是上镜象电路的输出。图1AD590简化原理图设各晶体管为理想晶体管(即它们的电流放大系数β趋于无穷大),则知（1）由于镜像电流源和的作用，，。因此（2）结理想伏安特性表达式为（3）对晶体管而言，上式中的即为发射极电流；为集电极-发射极

5、反向饱和电流；为基极与发射极之间的电压；为温度的电压当量(即)，为电子电荷，为波尔兹曼常数,为热力学温度。当温度在之间时，近似在之间。硅管约为，因此。则（3）可改写为，即-8-集成温度传感器的特性（4）所以，，，有图知（5）所以（6）由于Is正比于各晶体管的发射极的面积S，所以（6）可改写为（7）,分别为晶体管,的发射极面积。若，则，因此（8）所以（9）由上式知，当电阻R2的阻值给定时，I0/T为一恒定值。适当选取值R2，可使I0/T等于（K为热力学温度单位）。-8-集成温度传感器的特性由上面的分析知，AD590的输出电流I0与它所处的热力学温度T成线性关系

6、，因此实现了温度到电流强度的线性变换。保持电源电压稳定,分别使AD590处于一系列不同的温度点,通过测量得出相应的输出电流。对所得的数据点用最小二乘法进行拟合,可得经验公式(10)2.2.2AD590的工作原理如图为AD590的外形电路，在制造时按K氏度标定，即在0°C时,AD590的电流为273uA，温度每增加1K氏度，电流随之增加1uA。AD590相当于恒流源，和一电阻串联即将电流信号转换为电压信号，为了精确起见还应有一电位器串入，如果串入1KΩ电阻，温度每变化1K，电压变化1mV，且与温度的变化成正比，即转换当量1mV/K。当电源电压在V=4uV～30

7、V之间时，其电流将随温度的大小而线性变化。由于电源电压的变动亦会影响AD590电流输出，但随电源电压的变大，其电压变动所造成的影响将变小，因此建议采用较高电源电压，AD590对温度T的端电流关系式为：(11)(12)可见电压输出V（T）与温度T呈线性关系图2AD590外形电路图-8-集成温度传感器的特性2.3设计所需的仪器温度控制器，加热源，温度模块，数显单元，万用表2.4设计步骤1、将主控箱上总电源关闭，把主控箱中温度检测与控制单元中的恒流加热电源输出与温度模块中的恒流输入连接起来。2、将温度模块中的温控Pt100与主控箱的Pt100输入连接起来。3、将温

8、度模块中左上角的AD590接到a、b上（正端接a，负