半导体温度传感器应用设计1 （二）.docVIP

半导体温度传感器应用设计 课题意义：（现实意义和理论意义） 温度是工业中非常关键的一项物理量，在农业、工业、各种高新技术的开发和研究中也是一个非常普遍和常用的测量参数。目前，随着信息技术的发展，传感技术的广泛应用，温度测试技术已向自动化、智能化方向发展。基于此，提出了温度的数字化测量。 随着人们生活水平的不断提高，数字温度计的要求也越来越高，为现代人工作、科研、生活、提供更好、更方便的设施就需要从新技术入手，一切向着数字化控制、智能化控制方向发展。本设计需要采用传感器技术与电子技术相结合。设计的数字温度计与传统的温度计相比，输出温度采用数字显示，具有读数方便，测温范围广，测温准确等重要特点。主要用于测温比较准确的场所。 半导体温度传感器应用设计 1.1设计任务 利用温度传感器和单片机技术制作一个现实室温的数字温度计。测量误差为1，四位LED数码显示。 1.2 设计目的 1.通过本课程设计，使学生更进一步了解有关温度传感器的工作原理﹑加工工艺相关知识。 综合应用其他先修课程的理论和实践知识，制定设计方案，确定温度传感器的型号等参数，掌握温度的检测方法。 通过本课程设计，使学生掌握模拟信号获取﹑传输﹑处理及检测的一般方法。 通过本课程设计，学生学会应用温度传感器组建一个简单测量系统，提高学生的动手能力。 通过计算﹑分析﹑绘图，能应用标准，规范，手册和查阅有关资料等，培养仪表设计的基本技能，为毕业设计奠定良好的基础。 1.3设计要求 参考下面的利用半导体温度传感器AD590和单片机技术设计制作一个显示室温的数字温度计的设计提示与分析。请自选另外型号的温度传感器来进行设计。 设计内容包括： 详细了解所选用的温度传感器的工作原理，工作特性等。 设计合理的信号调理电路。 用单片机和AD芯片进行信号的采集等相关处理，要有Protel画的硬件接线原理图﹑利用c语言在单片机开发软件中编写相关程序，并对单片机的程序制作详细解释。 列出制作该装置的元件器件，制作实验板，并调试运行成功。 详细的设计说敏书一份。 1.4 设计提示与分析 1.4.1 AD590温度传感器简介 AD590是一种集成温度传感器（类似的芯片还有LM35等），其实只是一种半导体集成电路。他利用晶体管的b-e结压降得不饱和值与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测。 式中，k是波尔兹曼常数；q是电子电荷绝对值。 集成温度传感器的线性度好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便，得到广泛应用。集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为10mv/k（温度变化热力学温度 1 度输出变化 10mv），温度ok时输出0，温度25时输出2.9815v。电流输出型的灵敏度一般为1,25时输出298.15。 AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端温度传感器。它主要特性如下： 流过器件电流的微安数等于期间所处环境温度的热力学温度在（开尔文）度数，即 式中，为流过器件（AD590）的电流，单位为；T为温度，单位为K。 AD590测量范围为-55-+150. AD590的电源电压范围为4-30v。电源电压从4-6v变化，电流变化1，相当温度变化1k。AD590可以承受44v正向电压和20v的反向电压。因而器件反接也不会损坏。 输出电阻为710。 AD590在出厂前已经校准，精度高。AD590共有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。I档误差较大，误差为10，应用时应校正。 由于AD590的精度高、价格低、不需辅助电源、线性度好，因此常用于测量和热电偶的冷端补偿。 1.4.2测温电路 传感器前端信号调理如图1-1所示。要求的测量范围为室温，这里定位0～80。0时，A点输出电压为273.2mv；80时，A点输出电压为（273.2+80）mv。调整B点的电压使之为273.2mv，这样就可以得到差分电压信号与温度的关系为1mv/。经过传感器前端调整后的信号要经过放大才能够被单片机采样。图中LM336提供2.5伏参考电压源。 +15v AD590 2.2K 1MV/K A B 273.2mv 2.5V 100欧 + - LM336 10