基于AD590温度检测的温度传感器设计

基于AD590温度检测的温度传感器设计

李,云

（中国船舶集团公司第七一〇研究所，  湖北 宜昌  443003）

摘 要：为了对温度数据进行采集，设计了一种基于AD590温度检测的温度传感器，实际测试表明，该传感器采集精度高，采样实时性强，可靠运用于某检测设备的温度数据采集。

关键词：温度检测；采集；传感器；AD590

0 引 言

AD590温度传感器的应用范围很广，它不仅广泛应用于日常生活中，而且也大量应用于自动化和过程检测控制系统。测温范围为-55℃～+150℃，具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点，为了能实现某检测设备采集温度数据，本文提出了利用AD590温度检测的温度传感器设计。

    基于以上要求，本文主要研究了怎样通过AD590设计温度传感器。主要包括硬件设计、外形结构设计、软件的实现及测试。

1 硬件设计

1.1 调零电路

在设计测温电路时，首先应将AD590电流转换成电压，由于AD590为电流输出元件，输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，它的温度每升高1K，电流就增加1μA。为转换成电压，当AD590的电流通过一个10kΩ的电阻时，这个电阻上的压降为10mV，就转换成电压UR4为（2.73+T）×0.01V（T温度，摄氏度），采用电压跟随器形式输出V1（V1=UR4），以增加信号的输入阻抗。当单电源工作时，为避免输出产生负电压，其参考电压VREF取为2.53V,该电压决定输出零点，通过调整电位器RP1，来调整零点，考虑供电电压不稳，采用TL431稳定参考电压。

图1 调零电路图

1.2测温电路

   为了调节放大系数，同时有助于消除R7、R8、R9阻值与传感器输出精度带来的误差，在电路中增加了电阻器RP2，如图2。根据电路得计算公式Vo=（V1-VREF）×[（R7+R8+R9+RP2）/（R8+RP2）]，理论上Vo=3（V1- VREF），取VREF为2.53V，得温度测量值为：T=Vo/0.03-20 （℃）。当电阻器RP1零点调整后，再对测温电路中电阻器RP2在某温度下进行调整，反复测试，最终确定RP2阻值。

图2测温电路图

2 外形结构设计

温度传感器外形结构设计了一个长方形塑料盒子，盒子一侧有AD590连接电缆输入接口，另一侧有温度数据采样输出接口；AD590连接电缆是将AD590引脚焊接到3芯电缆上，电缆另一端电装对接输入接口的防水插头；盒子内部通过导线连接电路板与盒子侧面两个接口，如图3。

图3温度传感器外形结构图

3 软件设计

在某检测设备软件中对温度数据进行连续采样，每3s采样一次，连续采样1min，1min 24个样，下一分钟取上一分钟的最后一个值，经软件进行误差处理后，计算平均值，即软件界面显示的温度采样数据。

4 测试结果

电路板制成后，还需对电阻器RP1进行调零及电阻器RP2进行调整，电阻值调整需反复测试。

第一次调整RP1：将AD590温度传感器放入0℃的冰水混合溶液中（用温度计监测水温），用万用表监测基准电压VREF，同时调整RP1的阻值，当VREF电压为2.53时，记录RP1，作为零点调整值。

第二次调整RP2：将AD590温度传感器放入某一温度的水液体中，用万用表监测输出电压Vo，通过温度T的计算公式得在该温度下的输出电压，同时调整RP2的阻值，当监测电压为计算值时，记录RP2。

 电阻值进行调整确认后的测试结果如下表。

由表可得，设计的温度传感器的温度数据采样精度小于1%。

5 结束语

本文设计了一种基于AD590温度检测的温度数据采样方法，结合软件界面中实时显示温度数据。经过实践检验，能够对AD590输出的电流信号进行精确的温度测量，同时达到增加使用寿命和降低成本的作用。

参考文献：

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