传感器课程设计--基于热敏电阻的温度测量

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1、 1 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 分 院（系） 信息学院 专 业 测控技术与仪器 学 生 姓 名 学 号 设 计 题 目 基于热敏电阻的温度测量利用集成温度传感器 AD590 设温度 检测报警电路 内容及要求： 1）根据 AD590 工作原理，设计一种温度测量装置。 2）被测温度在室温 25100； 3）要求测量误差1%。 4）测量电路应包括温度测量电路，电压放大电路和报警电路。 要求在课程设计报告中给出： 1）装置的结构和电路原理图。 2）调试过程，说明发现的向题及处理过程。 3）分析存在的问题。 4）收获与改进方案。 进度安排： 2012 年 12 月 10 日 下达任务 2

2、012 年 12 月 10 日2012 年 12 月 16 日 根据设计要求和内容查阅参考文献或资料， 提出设计方案， 进行原理设计。 2013 年 1 月 7 日2013 年 1 月 13 日 根据设计方案，进行调试，测试，撰写课程设计报告，答辩。 指导教师（签字） ： 年 月 日 分院院长（签字） ： 年 月 日 2 目录目录 一.引言 3 二. 系统总体设计方案 3 2.1 设计内容与要求 3 2.2 电路组成 4 三. 系统设计 9 3.1 系统硬件设计 9 3.2 系统软件设计 . 9 四. 元器清单 10 五. 系统调试与测试结果 10 六测量结果分析.11 七.总结.11 参考文

3、献.11 3 基于热敏电阻的温度测量基于热敏电阻的温度测量 利用集成温度传感器利用集成温度传感器 AD590设温设温度度 检测报警电路检测报警电路 一引言 物质的电阻率随温度而变化的现象称为热电阻效应。某些金属如 铜，铂以及半导体材料的电阻都具有随温度而改变的现象。在一定的 温度范围内，可以根据其电阻值随温度而变化的特性，制作温度计， 这种热传感测量的方法已在工业，农业，医学，自动化控制，通信， 家电等领域中得到广泛的应用。 在大学传感器实践教学中，为了培养学生的实践与创造能力，实 验室可配备一些相关设备和元器件， 开设一些与工农业生产实际紧密 结合的实验项目如热敏电阻温度特性的设计性实验，

4、进而拓展设计制 作。 二. 系统总体设计方案 2.1 设计内容与要求 内容： （1） 根据 AD590 工作原理，设计一种温度测量装置。 （2）被测温度在室温 25100； （3）要求测量误差1%。 （4）测量电路应包括温度测量电路，电压放大电路和报警电路。 要求： （1）完成实验数据和曲线，完成实验报告。 4 （2） 写出温度传感器的制作方法 （包括设计过程以及所设计电路的 电路图）和实验心得。 2.2 电路组成 参考电路如图所示： 电路由三部分构成： 1.温度测量电路 2.电压放大电路 3.报警电路。 （一） 温度测量电路 。 电路部分由 AD590 以及电阻 R1,R2 组成。其中最核心

5、的原件是集成 温度传感器 AD590。 AD590 是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。 它的主要特性如下： 流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度度数， 即： mA/K 式中： 流过器件（AD590）的电流，单位为 mA； T热力学温度，单位为 K。 2、AD590 的测温范围为-55+150。 5 3、AD590 的电源电压范围为 4V30V。电源电压可在 4V6V 范围变 化，电流 变化 1mA，相当于温度变化 1K。AD590 可以承受 44V 正向 电压和 20V 反向电压，因而器件反接也不会被损坏。 4、输出电阻为 710MW。 5、精度高。AD590 共有

6、 I、J、K、L、M 五档，其中 M 档精度最高， 在-55+150范围内，非线性误差为0.3。 （2）AD590 的应用电路 如下图所示（a）是 AD590 的封装形式，图（b）是 AD590 用于 测量温度的基本应用电路。 因为流过 AD590 的电流与热力学温度成正 比，当电阻 R1 和电位器 R2 的电阻之和为 1K 欧时，输出电压 V0 随温 度的变化为 1mv/K。但由于 AD590 的增益有偏差，电阻也有误差，因 此应对电路进行调整。调整的方法为：把 AD590 放于冰水混合物中， 调整电位器 R2，使 V0=273.2mv。或在室温条件下（25）条件下调 整电位器， 使 V0=273.2+25=298.2（mv） .这样的调整会在 0或 25 附近有比较高的精度。其输出电压 V0 随温度的变化在室温到 100 内，其线性仍非常好。在实验中，因为我们对温度精度要求并不高， 故可以近视认为其在所测温度范围内都为线性。 6 (a)图 2 封装形式（b）图 3