摘要：介紹了集成溫度傳感器AD590，給出了AD590測量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)溫度、多點(diǎn)平均溫度的具體電路，并以節(jié)能型溫、濕度控制系統(tǒng)為例介紹了利用AD590測兩點(diǎn)溫差電路的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞： AD590；集成溫度傳感器；溫度差；
中圖分類號：TP368  TP212.11文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A   文章編號：：1006-883X（2003）03-0035-03
一、引言 
    　集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的b-e結(jié)壓降的不飽和值VBE與熱力學(xué)溫度T和通過發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測：    

    式中，K—波爾茲常數(shù)；          q—電子電荷。

    　集成溫度傳感器具有線性好、適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0℃時輸出為0，溫度25℃時輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1mA/K。

 二、AD590簡介 
    　AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：
　　1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：  mA/K

      式中：  —流過器件（AD590）的電流，單位為mA；

    T—熱力學(xué)溫度，單位為K。

　　2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃。

　　3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流  變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。

　　4、輸出電阻為710MW。

　　5、高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔，在-55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3℃。

 三、AD590的應(yīng)用電路
1、基本應(yīng)用電路 
 　　因?yàn)榱鬟^AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻R1和電位器R2的電阻之和為1kW時，輸出電壓VO隨溫度的變化為1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對電路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法為：把AD590放于冰水混合物中，調(diào)整電位器R2，使VO=273.2mV。或在室溫下(25℃)條件下調(diào)整電位器,使VO=273.2+25=298.2（mV）。但這樣調(diào)整只可保證在0℃或25℃附近有較高。

2、攝氏溫度測量電路 
　　電位器R2用于調(diào)整零點(diǎn)，R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。調(diào)整方法如下：在0℃時調(diào)整R2，使輸出VO=0，然后在100℃時調(diào)整R4使VO=100mV。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至0℃時，VO=0mV，100℃時VO=100mV為止。在室溫下進(jìn)行校驗(yàn)。例如，若室溫為25℃，那么VO應(yīng)為25mV。冰水混合物是0℃環(huán)境，沸水為100℃環(huán)境。

    　可通過增大反饋電阻來實(shí)現(xiàn)。另外，測量華氏溫度（符號為?H）時，因華氏溫度等于熱力學(xué)溫度減去255.4再乘以9/5，故若要求輸出為1mV/?H，則調(diào)整反饋電阻約為180kW，使得溫度為0℃時， VO=17.8mV；溫度為100℃時，VO=197.8mV。AD581是高集成穩(wěn)壓器，輸入電壓為40V，輸出10V。

3、溫差測量電路及其應(yīng)用
(1). 電路與原理分析 
     　<![endif]> 利用兩個AD590測量兩點(diǎn)溫度差的電路。在反饋電阻為100kW的情況下，設(shè)1#和2# AD590處的溫度分別為  （℃）和  （℃），則輸出電壓為  。。電位器R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。

    由基爾霍夫電流定律：      （1）

    由運(yùn)算放大器的特性知：                               （2）

                       （3）

    調(diào)節(jié)調(diào)零電位器R2使：       （4）

    由（1）、（2）、（4）可得： 

    設(shè)：R4=90kW

    則有：  = 

    =                 （5）

    其中， 為溫度差，單位為℃。

    由式（5）知，改變 的值可以改變VO的大小。

(2). 應(yīng)用舉例 
    　以某節(jié)能型藥材倉庫溫、濕度控制系統(tǒng)為例，若要求庫房溫度低于T℃，相對濕度低于A1B1%RH。則采取的兩種控制模式如下：

    　控制模式一：當(dāng)庫內(nèi)相對濕度高于A1B1%RH且?guī)焱鉁囟鹊陀赥℃時，進(jìn)行庫內(nèi)外通風(fēng)。這種方式是利用庫內(nèi)外濕度差進(jìn)行空氣的交換，以達(dá)到庫內(nèi)除濕的要求，其優(yōu)點(diǎn)是高效、節(jié)能、節(jié)省資金。但這種方式受到嚴(yán)格的控制。首先，庫外的相對濕度要低于庫內(nèi)的，它們之間的差要大于A2B2%RH，這樣才能有效保證及時地進(jìn)行庫內(nèi)的除濕。其次，庫內(nèi)庫外的溫度差要小于△T℃，這是因?yàn)?，如果在庫外溫度遠(yuǎn)高于庫內(nèi)溫度時進(jìn)行通風(fēng)，熱空氣進(jìn)入庫區(qū)后遇上冷空氣就會造成藥品、器材表面結(jié)露的現(xiàn)象，進(jìn)而影響藥品和器材的質(zhì)量。反之，如果在庫內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于庫外溫度時進(jìn)行通風(fēng)，冷空氣進(jìn)入庫內(nèi)后也會在藥品器材表面結(jié)露。另外，庫外溫度不能接近T℃。這是因?yàn)?，如果庫外溫度接近T℃時進(jìn)行通風(fēng)，很可能使密閉的庫溫升高，從而超過溫度上限T℃。

    　控制模式二：當(dāng)溫度高于T℃或濕度高于A1B1%RH但不滿足種情況時，開啟冷凍空調(diào)機(jī)組進(jìn)行庫內(nèi)降溫除濕。

    　為避免因庫內(nèi)外溫差過大通風(fēng)時藥品、器材表面結(jié)露的現(xiàn)象，必須嚴(yán)格控制系統(tǒng)溫差值的。傳統(tǒng)的測溫差方法是對兩點(diǎn)溫度分別進(jìn)行處理（調(diào)理電路、A/D、運(yùn)算處理）后求差值，此方法所得溫差低。庫內(nèi)外溫差測量可采用圖3所示電路，利用溫差值直接與設(shè)定值相比較，既能保證較高的，又簡化了系統(tǒng)的軟件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性。

4、N點(diǎn)溫度值的測量 
    　將不同測溫點(diǎn)上的數(shù)個AD590相串聯(lián)，可測出所有測量點(diǎn)上的溫度值。 
    　該方法可應(yīng)用于測量多點(diǎn)溫度的場合。

5、N點(diǎn)溫度平均值的測量 
    　把N個AD590并聯(lián)起來，將電流求和后取平均，則可求出平均溫度。 
    　該方法適用于需要多點(diǎn)平均溫度但不需要各點(diǎn)具體溫度的場合。
四、結(jié)束語 
    　AD590測量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)溫度、多點(diǎn)平均溫度的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場合。由于AD590高、價格低、不需輔助電源、線性好，常用于測溫和熱電偶的冷端補(bǔ)償。

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