实验六温度测量电路精.ppt

实验六温度测量电路第1页，本讲稿共12页实验中用到的部分器件实验中用到的部分器件第2页，本讲稿共12页AD590实物图实物图AD590俯视图俯视图+-CAN第3页，本讲稿共12页 (1)测量温度范围：测量温度范围：080。(2)温度电压转换当量：温度电压转换当量：100mV/。(3)测量精度：误差小于测量精度：误差小于1。(4)用一片用一片LM324实现该测量电路。实现该测量电路。2.设计提示设计提示 AD590是单片集成的温度电流源传感是单片集成的温度电流源传感器，其温度测量范围器，其温度测量范围-55+150，测，测量精度量精度0.5，整个量程范围内的线性误，整个量程范围内的线性误差小于差小于0.3。其原理图和封装如图其原理图和封装如图6.6.1所示，所示，第4页，本讲稿共12页3脚为传感器的外壳，可悬空或接地（其屏蔽作用）。脚为传感器的外壳，可悬空或接地（其屏蔽作用）。第5页，本讲稿共12页 在电压在电压U U为为+4+30V的宽电压范围内，电流的宽电压范围内，电流I与温度与温度成线成线 性关系，温度每增加性关系，温度每增加1，电流，电流I随之增加随之增加1uA。在制造时按照。在制造时按照K氏度标定，即在氏度标定，即在0 时，时，AD590的电流的电流I I=273uA。电流。电流I I（u uA A）与温度与温度t（）的关系可用函数表示为的关系可用函数表示为:I I=273+t 为用为用AD590AD590实现温度的测量，设计电路时要考虑以实现温度的测量，设计电路时要考虑以下问题下问题:(1)将将AD590AD590输出的电流信号转换为电压信号，为输出的电流信号转换为电压信号，为此应与此应与AD590AD590串联一串联一10k10k的电阻，则在的电阻，则在0 0 时电阻上时电阻上的压降为的压降为2.73V2.73V，温度每增加，温度每增加1 1，电阻上的压降，电阻上的压降增加增加10mV10mV。第6页，本讲稿共12页 (2)(2)为了使温度为为了使温度为0 0 时输出电压时输出电压0V0V，应加入一偏，应加入一偏移量，来抵消此时移量，来抵消此时AD590AD590的输出。的输出。(3)(3)合理设计电路的增益，满足温度电压转换当量合理设计电路的增益，满足温度电压转换当量的要求。参考电路如图的要求。参考电路如图6.6.26.6.2所示，所示，I I1 1用以抵消用以抵消273273u uA A的偏移量。运放的偏移量。运放A1A1的反相输入虚地，其输出：的反相输入虚地，其输出：U Uo1o1=I=If f R Rf1f1=(I-I=(I-I1 1)R Rf1f1 与摄氏温度正比的电压量。选择与摄氏温度正比的电压量。选择R Rf1=10kf1=10k，温度每增，温度每增加加1 1，U Uo1o1增加增加10mV10mV。第7页，本讲稿共12页第8页，本讲稿共12页 R R1 1为稳压管的限流电阻，应保证为稳压管的限流电阻，应保证I Iz zI I1 1，可选择，可选择R R1 1=2k=2k。同。同样由于运放样由于运放A A1 1的反相输入端虚地，有的反相输入端虚地，有 I I1 1=U Uz z/(/(R R2 2+R+Rw w)=273)=273u uA A 所以所以R R2 2+R+Rw w18.7k18.7k，可选择，可选择R R2 2=15k=15k，R Rw w用用5k5k的多圈电位的多圈电位器。第二级为同相比例运算电路，因要求温度电压转器。第二级为同相比例运算电路，因要求温度电压转换当量为换当量为100mV/100mV/，则第二级的电压放大倍数应为，则第二级的电压放大倍数应为1010可选择可选择R R4 4=3k=3k，R Rf2f2=27k=27k。三三.预习要求预习要求 1完成设计任务。完成设计任务。第9页，本讲稿共12页 2 2阅读阅读4.44.4、4.54.5节的相关内容，了解电位器、稳压管及节的相关内容，了解电位器、稳压管及运放运放LM324LM324的使用方法。的使用方法。四四.实验内容实验内容 用用LM324LM324接好电路，接上接好电路，接上15V15V电源，要注意电源，要注意 电源极、性，不要反接。调试方法：限于实验条电源极、性，不要反接。调试方法：限于实验条件，无法给出件，无法给出0 0 的条件，本实验采用下述方法，的条件，本实验采用下述方法，对电路调试：对电路调试：1先不接先不接AD590AD590，调整，调整R Rw w，使，使I I1 1=273uA=273uA，此时输出，此时输出U Uo1o1为为-I-I1 1R Rf1f1，若，若R Rf1f1=10k=10k，U Uo1o1=-2.73V=-2.73V。第10页，本讲稿共12页 2 2接入接入AD590AD590，此时输出应与室温相对应，根据实，此时输出应与室温相对应，根据实验温度计的指示，检查验温度计的指示，检查U Uo1o1的读数是否正确。例如：室温的读数是否正确。例如：室温t t=20=20，输出应约为，输出应约为0.2V0.2V。此时可能会有一定偏差，。此时可能会有一定偏差，因为因为AD590AD590的参数，以及电阻阻值均有一定偏差，如偏的参数，以及电阻阻值均有一定偏差，如偏差不大，可不予考虑；但如果相差太大，可能差不大，可不予考虑；但如果相差太大，可能AD590AD590已已损坏，请更换一支试一下。损坏，请更换一支试一下。3 3接入第二级电路，测量输出电压，然后用手接入第二级电路，测量输出电压，然后用手接触接触AD590AD590，用万用表或示波器观察温度变化时，用万用表或示波器观察温度变化时，输出输出U Uo1o1的变化情况，加以记录。的变化情况，加以记录。第11页，本讲稿共12页五五.思考题思考题 若将电路若将电路6.6.26.6.2中两级放大电路改为一级，直接用中两级放大电路改为一级，直接用R Rf1f1=100k=100k，会带来什么问题？，会带来什么问题？第12页，本讲稿共12页