首页 > 学术百科

AD590

基于AD590的温度控制电路

本电路设计框图如图1所示，主要包括四大部分：温度信号检测及放大部分、数字控制部分、A/D转换器和数字显示部分。温度经温度传感器及放大电路变换成与温度成线性关系的电压信号，然后经数字控制电路送到A/D转换器，通过数字显示器显示出测量的温度。

1 温度检测与控制器电路框图

1、温度检测与放大电路设计

要求对一个非电量（如温度、力矩、重量等）进行自动测量和控制，首先需将这一非电量转换成电量。完成这一过程的装置称为传感器。温度传感器的种类较多，常用的有：

（1）热电偶 —用两种不同材料的导体组成一个闭合回路。如果两端结点的温度不同，则在两者之间产生一电动势E，而在回路中有一定大小的电流。这个电动势或电流与两种导体的1-溴芘

性质和结点温度有关。利用这种热电效应组成的温度传感器，称为热电偶。热电偶具有测量范围大等优点，但灵敏度较低。

（2）半导体热敏电阻 —由于非线性而影响其精度，不适宜在精度较高的温度控制系统中作传感器。

（3）铂电阻温度传感器 —测量范围大，精度较高，但成本高，适合在较大系统中使用。

（4）集成温度电流传感器 —如美国Analog Devices公司生产的AD590，它的测温范围为-50领航中国文艺晚会oC~+150 oC，满刻度范围误差为±0.3 oC，工作电压范围4~30V，电流温度灵敏度为1μA/K，线性度良好，性能稳定，抗干扰能力强，其管脚排例如图2（a）。

（a） AD590外形图（b）AD590组成的温度检测电路

图2

AD590不能直接置于水中，需加防水但不隔热装置。由AD590组成的测温电路如图2（b）所示。

因为OP07运算放大器的反相输入端电位VN=0V，故由基准源MC1403提供的电流I交通流模型为：

调节R即可改变I的大小。

因为AD590输出电流的温度灵敏度为1μA/K,，而绝对温度与摄氏温度的关系为K＝°C＋273.15。设要测量的温度为T（摄氏温度），则流过AD590的电流It为：

流过反馈支路的电流If=It-I0=T+273.15-2.5/(Rp1+R)，可见若要使If＝T，只要调节电位器RP1即可。此时放大器的输出电压为：Uo=(R2+Rp2).If=(R俄狄浦斯王电影2+Rp2).T

若要得到10mV/ºC的灵敏度输出，可选用R2=9.1KΩ, Rp2=2KΩ，故RP1为调零电位器，RP2为灵敏度电位器。

要进行4路温度的巡检，可采用以上4个相同的温度检测放大电路。

2、数字控制器电路的设计

多路温度巡回检测控制电路，可通过多路选择器CC4051实现，它使一个8选1多路选择器。如要实现4路循环检测，只需将CC4051的译码输入端最高为C端（9脚）接地。参考电路如图3所示。

图中555定时器组成多谐振荡器产生脉冲，其输出频率f1.44/(R+R+2R)C，调节电位器R唐山发票可改变巡回显示的时间长短。为了使温度值显示稳定，输出脉冲周期应不小于詹军道4s。CC4013组成一个二位二进制计数器，一方面计数器的输出作为8选1数据选择器的地址线输入，另一方面经译码、显示给出显示的是第几路。当按下开关S时，计数器脉冲被封锁，计数器状态不变，可实现定点显示。

图3 温度检测数字控制电路

3、A/D转换器与数字显示电路设计

采用ICL7107A/D转换器。ICL7107A/D转换器的性能与管脚参见前面A/D转换器实验内容。图4所示电路可作为温度显示电路。ICL7107显示的满量程与基准电压的关系位VM=2 V。若将V选择为100mv，则可组成满量程为200mv的电压测量电路。只要把小数点定在十位即可直接读出测量结果。由于ICL7107没有专门的小数点驱动电路，使用时将其阳极数码管的公共阳极接+5V，小数点接GND时点亮，接5V或悬空时熄灭。

图4 A/D转换与显示电路

在图4中R、C为振荡电阻和振荡电容。R和R构成基准电压分压器，调整R可改变基准电压，使V＝100mv，R采用精密电位器。R、C为模拟信号输入端高频滤波电路。C、C分别为基准电容和自动调零电容。R、C为积分电阻和积分电容。为了提高测量温度的精度，电路输入为满量程2V的电压信号，因此，输入另加一分压网络扩大量程。

三、电路实际实现

1、温度检测电路调试