模拟电子技术课程设计--平均气温测量系统的设计

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1、1 错误错误!未指定书签。未指定书签。1 1 综述 电子技术是当今科技发展的热点，各先进国家无不把它放在优先的发展的地位。 电子技术是电类专业的一门重要的技术基础课， 课程地显著特点之一是它的实践性。 要想很好的掌握电子技术，除了掌握基本器件的原理，电子电路的基本组成及分析 方法外，还要掌握电子器件及基本电路的应用技术，课程设计就是电子技术教学中 的重要环节。 温度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的 工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度的检测与控 制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注，而空气中 温度的变化与人体

2、的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度的检测就非常有必 要了。本文介绍了利用 AD590 作为温度传感器，通过温度电压转换及求和电路，K 电路，驱动报警电路，放大电路和比较电路实现检测显示三处平均气温功能以 及与给定气温比较并进行声光报警功能。 2 2 程序设计框图 设计平均气温测量系统， 首先使用三个 AD590 温度传感器分别测量三个不同地点 的气温，使用反相运算电路将传感器传出的三个电流信号求平均值并转化为电压信 号。然后将华氏温度与电压的关系使用错误错误! !未找到引用源。未找到引用源。变换电路变为摄氏 温度与电压的关系并将电压信号进行放大。此时用改装过刻度的电压表可直接读出 温度值

3、。此后将放大后的电压信号接至比较器，经过电压比较后由比较器错误错误! !未未 找到引用源。找到引用源。决定是否二极管以及报警器是否工作，从而实现声光报警的功能。其 程序设计框图 2-1 如下： 图 2-1 平均气温测量系统的程序设计框图 3 电路原理设计及计算 3.1 温度传感器的选取： 1 错误错误!未指定书签。未指定书签。3 3.1.1 AD590 温度传感器简介 本文采用 AD590 作为温度传感器。AD590 是美国ANALOG DEVICES 公司的单片集 成两端感温电流源， 其输出电流与绝对温度成比例。 在 4 V 至 30 V 电源电压范围内， 该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器

4、，调节系数为 1 A/K。片内薄膜电阻经过激 光调整，可用于校准器件，使该器件在 298.2K (25C)时输出 298.2 A 电流。 AD590 适用于 150C 以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低 成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种 很有吸引力的备选方案。应用 AD590 时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻 测量电路和冷结补偿。 除温度测量外， 还可用于分立器件的温度补偿或校正、 与绝对温度成比例的偏置、 流速测量、液位检测以及风速测定等。AD590 可以裸片形式提供，适合受保护环境 下的混合电路和快速温度测量。 AD590

5、 特别适合远程检测应用。它提供高阻抗 电流输出，对长线路上的压降不 敏感。任何绝缘良好的双绞线都适用，与接收电路的距离可达到数百英尺。这种输 出特性还便于 AD590 实现多路复用：输出电流可以通过一个 CMOS 多路复用器切换， 或者电源电压可以通过一个逻辑门输出切换。 3.1.2 AD590 温度传感器主要特性 (1) 流过器件的电流(A) 等于器件所处环境的热力学温度(开尔文) 度数： 错误错误! !未找到引用源。未找到引用源。 式中，Ir流过器件(AD590) 的电流，单位为A；T热力学温度，单位为 K； (2) AD590 的测温范围为- 55+150； (3) AD590 的电源电

6、压范围为 430 V，可以承受 44 V 正向电压和 20 V 反向电压， 因而器件即使反接也不会被损坏； (4) 输出电阻为 710 m； (5) 精度高，AD590 在- 55+-150范围内，非线性误差仅为0.3。 3.1.3 AD590 温度传感器的使用方法 AD590 的输出电流值说明如下： 4 其输出电流是以绝对温度零度（-273）为基准，每增加 1，它会增加 1A 输 出电流，因此在室温 25时，其输出电流 错误错误!未找到引用源。未找到引用源。 图 3-1 AD590 的使用 注意事项： （1） 错误错误! !未找到引用源。未找到引用源。的值为错误错误! !未找到引用源。未找到引用源。乘上 10K，以室温 25 而言，输出值为错误错误! !未找到引用源。未找到引用源。 （2） 测量错误错误! !未找到引用源。未找到引用源。时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。 （3）根据本题实际需要，要在-4080范围内用 05v 之间电压表示，所以将电阻换成 42K 电阻，使得电压随温度变化值为 42mV/。 3