集成温度传感器AD590_LM35及其测量电路
ad590是一种常用的电流型集成温度传感器。该芯片内部集成了温度传感部分、放大电路、驱动电路和信号处理电路等。
ad590特点： ①外接线非常简单（仅两根），使用十分方便；
②内有稳压和恒流电路，故对外接电压要求非常低（可在4～30v范围内，供电电压任意波动5v 所造成的误差均小于1℃）；
③非线性误差较小（ad590m为±0.2％，误差最大的ad5901为2％）；
④使用温度范围为-50～150℃；
⑤它具有良好的互换性；
⑥采用图1所示的电路，可以把ad590输出的电流信号方便地转换成电压信号。
图1 半导体集成温度传感器ad590
通过对rｗ调整均可使ad590的输出达到1mv／℃，应用非常方便。
电流输出型ad590测量电路 表1ad590系列主要电特性
ad590只需单电源工作，输出的是电流而不是电压，因此，抗干扰能力强，要求的功率低（1.5mv/+5v/+25℃），使得ad590特别适合于工作运动测量。因是高阻抗输出，所以长线上的电阻对器件工作影响不大。用绝缘良好的双绞线连接，可以使器件在距25m处正常工作。高输出阻抗又能极好地消除电源电压漂移和纹波的影响，电源由5v变到10v，最大只有1μa的电流变化。相等于1℃的等效误差。还要指出的是，ad590能经受高至44v的正向电压和20v的反向电压，因而不规则的电源变化或管脚反接也不会损坏器件。
图1是采用ad590实现温差测量电路，集成运算放大器将两个ad590的输出电流之差转换为电压u0=（100mv/k）×（t2-t1），当t1=t2时，u0=0，rp用于调零。
图2是采用ad590的测量放大电路。图中，由于外加9v（实际上4～30v均可）电压时，ad950能提供1μa/k的恒流电流，所以，在25℃时，能提供1μa/k×（273.16+25）=298.16μa电流。该工作电流由ad950提供，它的输出电流则经过屏蔽线l，并通过l两侧的r1、r2、c1、及r3、r4、c2的阻容滤波器滤去干扰，再流经r5（1kω），转换成产生1mv/k灵敏度的电压，加在运放a同名端“+”端。为了能以摄氏温度读出，所以图中在运放a的反相端“-”端加上273.16mv电压。该电压由精密稳压集成块lm1403经r6、r7、rp电阻分压产生。这样运放a便接成了差动放大。若调整r9电阻使运放a的放大倍数调在100倍，则运放a的输出端u0输出电压就以100mv/℃的规律变化。显然，当温度在-55～+100℃变化时，输出端电压就相应为-5.5～+10v变化。输出增加100mv，就相当于温度增加1℃。
需注意，l屏蔽线应如图所示只能一端接地，若两端接地，地电位差将可能在屏蔽层中形成噪声电流，感应到信号线（芯线）上，而引起干扰。外接电源电压以6～9v为宜。
由ad590构成的热电偶冷端温度补偿电路如图3所示。冷端人为加入一个同一温度控制，并且与热电偶具有相同电压温度系数且极性相反的补偿电势e1，从而使冷端的总热电势不再随环境温度而变化。c1由ad950和电阻r1来提供，其极性上正，下负，并且，
c1=-（1μa/k）・r1t=-（1μa/℃）r1t
对于k型热电偶而言，它具有正的温度系数。a=+411296μv/℃，a≈+41μv/℃，现取r1=41ω，得到补偿电压e1=-41μv/℃，恰能实现冷端温度自动补偿，需要注意，使用其他类型的热电偶时，需相应调整r1的阻值，r4、r5是用来调节输出电压灵敏度。
电压输出型lm35测量电路 lm35是电压型集成温度传感器的典型代表，由a、c、ca、d等型号系列。其主要电特性见表2。它可直接校正摄氏温度，最适宜遥控，成本低，输出阻抗1ma负载时为0.1ω。
表2lm35系列主要电特性
图4是采用lm35构成的温度控制电路，电路中的rp用于设定温度相应的基准电压us，un为lm35检测温度输出的电压，当加热从rh加热时，超过预先设定值，即un》us，则a1输出高电平，vt1截止，rh断电，停止加热。温度低于设定值，即un《us，则反之。这样，使所控温度恒定，led显示加热情况。
图5是采用ld35d对热电偶（k型）冷端进行补偿的电路。此电路把0～500℃温度变为相应的0～5v电压。除放大以及温度补偿之外，还有传感器断线检测。热电偶的输出信号极小，每1℃约为40μv，因此，这运放采用高灵敏度adj707j运放。
k型热电偶500℃（满度）的感应电动势为20.64mv，运算放大器增益av应为av=5v/20164mv=242（因500℃时输出要求为5v）。电路中，r1=1kω，r2=232kω，rp3为20kω，决定增益大小，用rp3使增益在233与253之间可调。r3和c1为低通滤波器，时间常数越大，消除噪声效果越好，但响应速度变慢。另外，r3增大，运算放大器的输如偏置电流要产生偏移电压，因此，r3值不能过大，ad707j的最大输入偏置电流为215na，r3=10kω时，产生25μv的偏移电压，调节rp1，使其a点电压为41μv/℃，进行冷端温度补偿。r6是传感器断电检测电阻。热电偶断线时，运放的输出就要超出范围，然而，因接有电阻r6，热电偶内阻要产生偏移电压。断电时，运放输入偏置电流要流经r6，因此，不能采用输入偏置电流较大的运放。
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⑥采用图1所示的电路，可以把ad590输出的电流信号方便地转换成电压信号。
图1 半导体集成温度传感器ad590
通过对rｗ调整均可使ad590的输出达到1mv／℃，应用非常方便。
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