由AD590组成的测温电路设计
班级：1101103 姓名：徐秀华 学号：1110100124
摘 要：A D590是AD公司利用P N结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。由于该器件具有良好的线性特性和互换性，因此测量精度高并具有消除电源波动的特性。通过分析AD590的基本结构、 主要性能以及基本工作原理，介绍了该器件在温度检测中的广泛应用。 关键词：AD590 ， 集成温度传感器， 温度测量电路
Abstract: AD590 is the AD's use of PN junction forward current and temperature made the relationship between the current output-type at both ends of the temperature sensor. Because the device has Good linearity characteristics and interchangeability, so high accuracy, and has to eliminate the characteristics of power supply fluctuations. AD590 by analyzing the basic structure of the main performance And the basic working principle was introduced by the temperature detection device widely used. Key words: AD590，integrated temperature sensor，temperature measurement circuit
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的关系实现对温度的检测。
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：Ir?1mA/K T 式中：Ir —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℃。 6、功率损耗低
图1 AD590管脚图及封装图
三、AD590工作原理
AD590的输出电流值说明如下： 其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其输出电流Iout=（273+25）=298μA。 注意事项： 1、 Vo的值为Io乘上10K，以室温25℃而言，输出值为10K×298μA=2.98V 2、 测量Vo时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。
+15VIfR1RWAD590IR'R2I1Rf1?ADZ5.1VUO-15V四、电路设计参数的选择 为了将AD590输出的电流信号转换为电压信号，应与AD590串联10KΩ的电阻，则在0℃时电阻上的压降为2.73V，温度每增加1℃，电阻上的压降增加10mV.为了使温度为0℃时输出电压为0V，应加入偏移量，来抵消此时AD590输出。
如图2所示，I1用以抵消273μA的偏移量，运算放大器A1的反相输入端虚地，其输出为 Uo1=IfR4=(I-I1)R4
为了使得运算放大器A1的输出与摄氏温度成正比，选择R4=10KΩ，即温度每增加1℃，UO1增加10mV。稳压二极管DZ的稳定电压Uz为5.1V，R1为VS1
的限流电阻，应保证Iz远大于I1，可选择R1=2KΩ.同样由于放大器A1的反相输入端虚地，有I1==273μA。
所以R2+RP1≈ 18.68KΩ ,可选择R2=10KΩ,Rf1选用10KΩ电位器。
为了达到设计要求，及电压变化范围，在图2基础上加入第二级同相比例运算电路，使温度电压转换当量为100mV/℃,即使第二级放大倍数为10。
五、电路仿真
由于Multisim11中没有AD590元件，因此仅对没有AD590接入情况下的部分电路进行仿真。 仿真图
80.5% 62.5%
仿真结果
图中XMM2读数即为偏移量I1，XMM1读数即为输出UO1，XMM3读数即为第二级运放输出UO，未接入AD590时其读数分别为
3
根据理论分析可得，当接入AD590时，由Uo1=IfR4=(I-I1)R4 ， Uo=10Uo1 ，则电路输出电压UO1与AD590提供的电流变化量成正比。只需合理选择Rf1，R8的阻值，即可使输出电压在数值上与摄氏温度保持比例关系。
+15VIfR1Rf1R2I1用该电路测量温度时，?综述，输出电压与温度数值上关系为
℃)=10UO（V）。温度为0℃时，输出电压RT(AUO1=0V，温度每增加1℃，输出电压增W100mV，当温度达到30℃时，输出电压为3V，满足输出上限为5V的要求，且电UO路所用电阻也为标准电阻，能实现简单的温度测量精度要求。 AD590R' I六、参考文献 【1】哈尔滨工业大学电子学教研室，模拟电子技术基础，北京高等教育出版社
-15V2010 【2】廉玉欣，电子技术基础实验教程，北京机械工业出版社，2010
【3】蒋敏兰，胡生清，幸国全，AD590温度传感器的非线性补偿及应用【J】.传感器技术，2001年第20(10)期，54-55页
【3】逢玉台，王团部，集电温度传感器AD590及其应用【J】．国外电子元器件，2002年 第6期，22-24页
DZ5.1V
AD590测温电路 模电大作业
