AD590是一種常用的電流型集成溫度傳感器。該芯片內(nèi)部集成了溫度傳感部分、放大電路、驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)處理電路等。

AD590特點(diǎn)：

①外接線非常簡(jiǎn)單（僅兩根），使用十分方便；

②內(nèi)有穩(wěn)壓和恒流電路，故對(duì)外接電壓要求非常低（可在4～30V范圍內(nèi)，供電電壓任意波動(dòng)5V 所造成的誤差均小于1℃）；

③非線性誤差較?。ˋD590M為±0.2％，誤差最大的AD5901為2％）；

④使用溫度范圍為-50～150℃；

⑤它具有良好的互換性；

⑥采用圖1所示的電路，可以把AD590輸出的電流信號(hào)方便地轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。

圖1半導(dǎo)體集成溫度傳感器AD590

通過(guò)對(duì)RＷ調(diào)整均可使AD590的輸出達(dá)到1mV／℃，應(yīng)用非常方便。

電流輸出型AD590測(cè)量電路

表1AD590系列主要電特性

AD590只需單電源工作，輸出的是電流而不是電壓，因此，抗干擾能力強(qiáng)，要求的功率低（1.5mv/+5v/+25℃），使得AD590特別適合于工作運(yùn)動(dòng)測(cè)量。因是高阻抗輸出，所以長(zhǎng)線上的電阻對(duì)器件工作影響不大。用絕緣良好的雙絞線連接，可以使器件在距25m處正常工作。高輸出阻抗又能極好地消除電源電壓漂移和紋波的影響，電源由5v變到10v，最大只有1μA的電流變化。相等于1℃的等效誤差。還要指出的是，AD590能經(jīng)受高至44v的正向電壓和20v的反向電壓，因而不規(guī)則的電源變化或管腳反接也不會(huì)損壞器件。

圖1是采用AD590實(shí)現(xiàn)溫差測(cè)量電路，集成運(yùn)算放大器將兩個(gè)AD590的輸出電流之差轉(zhuǎn)換為電壓U0=（100mv/k）×（T2-T1），當(dāng)T1=T2時(shí)，U0=0，Rp用于調(diào)零。

圖2是采用AD590的測(cè)量放大電路。圖中，由于外加9V（實(shí)際上4～30V均可）電壓時(shí)，AD950能提供1μA/K的恒流電流，所以，在25℃時(shí)，能提供1μA/K×（273.16+25）=298.16μA電流。該工作電流由AD950提供，它的輸出電流則經(jīng)過(guò)屏蔽線L，并通過(guò)L兩側(cè)的R1、R2、C1、及R3、R4、C2的阻容濾波器濾去干擾，再流經(jīng)R5（1kΩ），轉(zhuǎn)換成產(chǎn)生1mV/K靈敏度的電壓，加在運(yùn)放A同名端“+”端。為了能以攝氏溫度讀出，所以圖中在運(yùn)放A的反相端“-”端加上273.16mV電壓。該電壓由精密穩(wěn)壓集成塊LM1403經(jīng)R6、R7、Rp電阻分壓產(chǎn)生。這樣運(yùn)放A便接成了差動(dòng)放大。若調(diào)整R9電阻使運(yùn)放A的放大倍數(shù)調(diào)在100倍，則運(yùn)放A的輸出端U0輸出電壓就以100mV/℃的規(guī)律變化。顯然，當(dāng)溫度在-55～+100℃變化時(shí)，輸出端電壓就相應(yīng)為-5.5～+10V變化。輸出增加100mV，就相當(dāng)于溫度增加1℃。

需注意，L屏蔽線應(yīng)如圖所示只能一端接地，若兩端接地，地電位差將可能在屏蔽層中形成噪聲電流，感應(yīng)到信號(hào)線（芯線）上，而引起干擾。外接電源電壓以6～9V為宜。

由AD590構(gòu)成的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路如圖3所示。冷端人為加入一個(gè)同一溫度控制，并且與熱電偶具有相同電壓溫度系數(shù)且極性相反的補(bǔ)償電勢(shì)e1，從而使冷端的總熱電勢(shì)不再隨環(huán)境溫度而變化。C1由AD950和電阻R1來(lái)提供，其極性上正，下負(fù)，并且，

C1=-（1μA/K）?R1T=-（1μA/℃）R1t

對(duì)于K型熱電偶而言，它具有正的溫度系數(shù)。a=+411296μV/℃，a≈+41μV/℃，現(xiàn)取R1=41Ω，得到補(bǔ)償電壓e1=-41μV/℃，恰能實(shí)現(xiàn)冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償，需要注意，使用其他類型的熱電偶時(shí)，需相應(yīng)調(diào)整R1的阻值，R4、R5是用來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓靈敏度。

電壓輸出型LM35測(cè)量電路

LM35是電壓型集成溫度傳感器的典型代表，由A、C、CA、D等型號(hào)系列。其主要電特性見表2。它可直接校正攝氏溫度，最適宜遙控，成本低，輸出阻抗1mA負(fù)載時(shí)為0.1Ω。

表2LM35系列主要電特性

圖4是采用LM35構(gòu)成的溫度控制電路，電路中的Rp用于設(shè)定溫度相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓Us，UN為L(zhǎng)M35檢測(cè)溫度輸出的電壓，當(dāng)加熱從RH加熱時(shí)，超過(guò)預(yù)先設(shè)定值，即UN》US，則A1輸出高電平，VT1截止，RH斷電，停止加熱。溫度低于設(shè)定值，即UN《US，則反之。這樣，使所控溫度恒定，LED顯示加熱情況。

圖5是采用LD35D對(duì)熱電偶（K型）冷端進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娐?。此電路?～500℃溫度變?yōu)橄鄳?yīng)的0～5V電壓。除放大以及溫度補(bǔ)償之外，還有傳感器斷線檢測(cè)。熱電偶的輸出信號(hào)極小，每1℃約為40μV，因此，這運(yùn)放采用高靈敏度ADJ707J運(yùn)放。

K型熱電偶500℃（滿度）的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為20.64mV，運(yùn)算放大器增益AV應(yīng)為AV=5V/20164mV=242（因500℃時(shí)輸出要求為5V）。電路中，R1=1kΩ，R2=232kΩ，RP3為20kΩ，決定增益大小，用RP3使增益在233與253之間可調(diào)。R3和C1為低通濾波器，時(shí)間常數(shù)越大，消除噪聲效果越好，但響應(yīng)速度變慢。另外，R3增大，運(yùn)算放大器的輸如偏置電流要產(chǎn)生偏移電壓，因此，R3值不能過(guò)大，AD707J的最大輸入偏置電流為215nA，R3=10kΩ時(shí)，產(chǎn)生25μV的偏移電壓，調(diào)節(jié)RP1，使其a點(diǎn)電壓為41μV/℃，進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。R6是傳感器斷電檢測(cè)電阻。熱電偶斷線時(shí)，運(yùn)放的輸出就要超出范圍，然而，因接有電阻R6，熱電偶內(nèi)阻要產(chǎn)生偏移電壓。斷電時(shí)，運(yùn)放輸入偏置電流要流經(jīng)R6，因此，不能采用輸入偏置電流較大的運(yùn)放。