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集成温度传感器AD590的应用
[正文]: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；中图分类号：tp368 tp212.11文献标识码：a 文章编号：：1006-883x（2003）03-0035-03 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： ma/k式中： —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。
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。
3、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。
由基尔霍夫电流定律： （1）由运算放大器的特性知： （2） （3）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，其优点是高效、节能、节省资金。
但这种方式受到严格的控制。
首先，库外的相对湿度要低于库内的，它们之间的差要大于a2b2%rh，这样才能有效保证及时地进行库内的除湿。
其次，库内库外的温度差要小于△t℃，这是因为，如果在库外温度远高于库内温度时进行通风，热空气进入库区后遇上冷空气就会造成药品、器材表面结露的现象，进而影响药品和器材的质量。
反之，如果在库内温度远高于库外温度时进行通风，冷空气进入库内后也会在药品器材表面结露。
另外，库外温度不能接近t℃。
这是因为，如果库外温度接近t℃时进行通风，很可能使密闭的库温升高，从而超过温度上限t℃。
控制模式二：当温度高于t℃或湿度高于a1b1%rh但不满足第一种情况时，开启冷冻空调机组进行库内降温除湿。
为避免因库内外温差过大通风时药品、器材表面结露的现象，必须严格控制系统温差值的精度。
传统的测温差方法是对两点温度分别进行处理（调理电路、a/d、运算处理）后求差值，此方法所得温差精度低。
库内外温差测量可采用图3所示电路，利用温差值直接与设定值相比较，既能保证较高的精度，又简化了系统的软件设计，提高了系统的可靠性。
4、n点最低温度值的测量将不同测温点上的数个ad590相串联，可测出所有测量点上的温度最低值。
该方法可应用于测量多点最低温度的场合。
5、n点温度平均值的测量把n个ad590并联起来，将电流求和后取平均，则可求出平均温度。
该方法适用于需要多点平均温度但不需要各点具体温度的场合。
四、结束语 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，广泛应用于不同的温度控制场合。
由于ad590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好，常用于测温和热电偶的冷端补偿。
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