哈工大模電大作業(yè)1

1、模電大作業(yè)（一）設(shè)計(jì)題目 由AD590組成的測(cè)溫電路 院 系 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 設(shè) 計(jì) 者 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 設(shè)計(jì)時(shí)間 由AD590組成的測(cè)溫電路【摘要】：AD590是AD公司利用PN結(jié)正向電路與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。由于該器件具有良好的線性特性和互換性，因此測(cè)量精度高并具有消除電流波動(dòng)的特性。本文根據(jù)電流電壓轉(zhuǎn)換原理采用AD590設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量電路。【關(guān)鍵詞】：AD590，測(cè)溫，電流電壓轉(zhuǎn)換電路1. 任務(wù)：利用AD590設(shè)計(jì)一個(gè)溫度測(cè)量電路。2. 設(shè)計(jì)要求：（1） 測(cè)量溫度范圍在0-30，輸出電壓上限5V。（2） 電阻選用標(biāo)準(zhǔn)值。（3） 說明所選運(yùn)放型

2、號(hào)，管腳圖。（4） AD590管腳圖。（5） 對(duì)部分或全部電路進(jìn)行仿真。1.理論分析（1）AD590簡(jiǎn)介集成溫度傳感器AD590是一種電流型二端元件，有“+”“-”兩個(gè)有效引腳，給這兩個(gè)引腳提供電壓后，其通過的電路與AD590的溫度成正比，AD590管腳圖如圖1所示，最后一個(gè)引腳為傳感器外殼，可懸空或者接地（氣屏蔽作用）。AD590的基本參數(shù)（1）測(cè)溫范圍- 55+l50；（2）線性電流輸出lA K；（3）線性度好，滿刻度范圍為0 .3；（4）電源電壓范圍4 -30 V，當(dāng)電源電壓在5 10V之間，電壓穩(wěn)定度為l 時(shí)，所產(chǎn)生的誤差只有0.01；（5）電阻采用激光修刻工藝，使在+25（298.2

3、K）時(shí)，器件輸出298.2A；（6）功率損耗低。 由參數(shù)知，電流I與溫度成線性關(guān)系，溫度每增加1，電流I隨之增加1A。在制造時(shí)按照熱力學(xué)溫度標(biāo)定，即在0時(shí)，AD590的電流為I=273A。電流I(A)與溫度t（）的關(guān)系可用函數(shù)（數(shù)值關(guān)系）表示為I=273+t。 （2）測(cè)溫電路設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇為了將AD590輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，應(yīng)與AD590串聯(lián)10K的電阻，則在0時(shí)電阻上的壓降為2.73V，溫度每增加1，電阻上的壓降增加10mV,為了使溫度為0是的輸出電壓為0V，應(yīng)加入偏移量，來抵消此時(shí)的AD590輸出。圖2 溫度測(cè)量原理圖如圖2所示 用以抵消273A的偏移量，運(yùn)算放大器A1的反相輸入

4、端虛地，其輸出為了使得運(yùn)算放大器A1的輸出與攝氏溫度成正比，選擇即溫度每增加1，增加10mV。穩(wěn)壓二極管DZ的穩(wěn)定電壓值為5.1V。為的限流電阻，應(yīng)保證遠(yuǎn)大于，可選擇，同樣由于放大器A1的反相輸入端虛地，有,所以，可選擇，選用10K電位器。 利用AD590電流隨溫度變化的特性，將電流轉(zhuǎn)化為電壓輸出，由于比例系數(shù)比較小，導(dǎo)致輸出電壓很小不利于讀數(shù)，在第一級(jí)電路之后加上反向比例運(yùn)算電路，將電壓放大輸出。（3）運(yùn)算放大器 本設(shè)計(jì)采用集成運(yùn)放741，其引腳排列及腳功能如圖3所示。引腳2為運(yùn)放反相輸入端，引腳3為同相輸入端，引腳6為輸出端，引腳7為正電源端，引腳4為負(fù)電源端。引腳1和5為輸出調(diào)零端，8引

5、腳為空腳。2.電路設(shè)計(jì)及仿真 1.由參數(shù)分析結(jié)論設(shè)計(jì)電路如圖4，用Mulisium7對(duì)電路進(jìn)行仿真。圖4中XMM1示數(shù)即為偏移量，XMM3示數(shù)即為輸出。 2.分別測(cè)量0，10，20，30，時(shí)，各表示數(shù)。由于Multisium中沒有AD590，故用一電流源等效代替AD590。當(dāng)溫度為0，設(shè)置為273A，各表示數(shù)如圖所示。當(dāng)溫度變?yōu)?0時(shí)，設(shè)置為283A，各表示數(shù)如圖所示。當(dāng)溫度為20時(shí)，設(shè)置為293A，各表示數(shù)如圖所示。當(dāng)溫度為30時(shí)，設(shè)置為303A，各表示數(shù)如圖所示。3.根據(jù)理論分析可得，當(dāng)接入AD590時(shí)，由，則電路輸出電壓與AD590提供的電流變化量成正比，只需合理選擇，的阻值，即可使輸出電壓在數(shù)值上與攝氏溫度保持比例關(guān)系。3.結(jié)果分析用該電路測(cè)量溫度時(shí)，輸出電壓與溫度數(shù)值上關(guān)系為（T為，U為V），當(dāng)溫度為10時(shí)，輸出電壓，溫度沒增加1，輸出電壓增加100mV,當(dāng)溫度達(dá)到30，輸出電壓為3V，滿足輸出上限為5V的要求，且電路所用電阻為標(biāo)準(zhǔn)阻值，能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量精度要求。4.心得體會(huì)通過對(duì)AD590測(cè)溫點(diǎn)了的設(shè)計(jì)及仿真，對(duì)AD590測(cè)溫電路的工作原理和運(yùn)放的線性應(yīng)用有著