模電課程設(shè)計(jì)——溫度測(cè)量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作(編輯修改稿)
2024-12-07 14:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 1 溫度測(cè)量控制系統(tǒng)框圖 五、單元電路設(shè)計(jì)（原理、芯片、參數(shù)計(jì)算等） （一）溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)部分 本部分應(yīng)用了集成溫度傳感器 AD590。 AD590 是電流型溫度傳感器 , 通過(guò)對(duì)電流的測(cè)量可得到所需要的溫度值。其電路外形如圖 2 所 示 ,它采用金屬殼 3 腳封裝 , 其中 1 腳為電源正端 V+ 。 2 腳為電流輸出端 I0 。3 腳為管殼 ,一般不用。 圖 2 AD590 管腳圖 AD590 的主要特性如下： （ 1）流過(guò)器件的電流（μ A）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（ K），即： AD590 串接一個(gè) 10KΩ接地電阻 用電位器將5V 電壓分壓出 電壓 加減運(yùn)算電路將 ~電壓轉(zhuǎn)換成 0~5V 輸出 電壓跟隨器 電壓跟隨器 555 電路 構(gòu)成 2~3V滯回電壓比較器 分壓電路 0~5V 輸出 輸出端 1 實(shí)現(xiàn)高低電平的輸出 LED 燈 產(chǎn)生 ~電壓 5 A/K1/ ??TIr 式中： Ir 為 器件 AD590 的電流，單位為：μ A。 T 為所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度，單位為： K。 （ 2） AD590 的測(cè)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 Ir 變化為 1μ A，相當(dāng)于溫度變化為 1K。 AD590 可承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。 （ 4）輸出電阻為 710MΩ。 （ 5）精度高。共分 I、 J、 K、 L、 M 五檔， M 檔精度最高，在 55℃～ +150℃范圍內(nèi)，非線性誤差僅為177。 0． 3℃。 參數(shù)計(jì)算 本設(shè)計(jì)要求在室溫 0～ 50℃范圍內(nèi)變化，所以由： tT ??273 （ K） 有： 1 273 0 273T ? ? ? ， 2 273 50 323T ? ? ?,且 A/K1/ ??TIr 所以， 有： AIr ?2731 ? ， 1 323rIA?? AD590 的封裝及應(yīng)用電路 （ 1） AD590 的封裝 圖 3 AD590 封裝 1： VCC 2：電流輸出 3： NC （ 2） AD590 的應(yīng)用電路 圖 4 AD590 應(yīng)用電路 由于在 multisim 中，沒(méi)有 AD590 這個(gè)傳感器的虛擬元器件，故在電路中根據(jù)其特性，用一個(gè)直1 2 3 6 流電流源代替。為了在仿真中方便表示溫度的變化對(duì)輸出電壓的影響，故使用輸出電流變化的直流電流源。 硬件安裝時(shí)： AD590 的安裝時(shí)要注意引腳安裝正確。 AD590 的管腳圖由圖 3 所示，安裝時(shí)管腳 1接高電源，此處用 12V。 2 號(hào)引腳是直流輸出， 3 號(hào)腳懸空即可。用電烙鐵接觸一下 AD590 隨即放開(kāi)，然后再點(diǎn)一下這樣來(lái)加熱，使溫度升高，溫度傳感器將感受到的溫度變化轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。 （二）電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)部分 原理：根據(jù) AD590 的電流輸出特性，當(dāng)溫度在 0℃～ 50℃變化時(shí)，輸出電流從 273uA～ 323uA 之間線性變化。則通過(guò)電壓跟隨器 2 輸出的電壓將為 ～ 。如圖 52。 參數(shù)計(jì)算：由歐姆定律： I=U/R， U=IR 得： V
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