AD590实验报告

ad590温度传感器

1. 原理：

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：

1、流过器件的电流等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：μa／k

2、ad590 的测温范围为-55℃～+150℃。

3、ad590 的电源电压范围为4v～30v。电源电压可在4v~6v

范围变化，电流 i 变化1ua，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。

ad590的功能及特性

ad590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。其电路外形如

图1所示，它采用金属壳3脚封装，其中1脚为电源正端v＋；2脚为电流输出端；3脚为管

壳，一般不用。集成温度传感器的电路符号如图2所示。

在被测温度一定时，ad590相当于一个恒流源，把它和5～30v的直流电源相连，并在输

出端串接一个10kω的恒值电阻，那么，此电阻上流过的电流将和被测温度成正比，此时电

阻两端将会有10mv／k的电压信号。

2数字显示温度计的设计

ad590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。可广泛应用于各种冰箱、空调器、粮仓、冰库、工业仪器配

套和各种温度的测量和控制等领域。

下面给出用ad590构成数字显示温度计的设计过程。

2．1 测温电路的设计

在设计测温电路时，首先应将电流转换成电压。由于ad590为电流输出元件，它的温度

每升高1k，电流就增加1μa。当ad590的电流通过一个10kω的电阻时，这个电阻上的压降

为10mv，即转换成10mv／k，为了使此电阻精确（0．1％），可用一个9．6kω的电阻与一个

1kω电位器串联，然后通过调节电位器来获得精确的10kω。图5所示是一个电流／电压转

换电路，其中运算放大器a1被接成电压跟随器形式，以增加信号的输入阻抗。考虑到设计要

求中没有要求显示的是摄氏温度，故可以不用加上算术运算电路来实现摄氏温度的显示。这

样我们最终得到的电压数值是热力学温度。这里再说明一下，若要显示的是摄氏温度，只需

将v加上-2.73v即可，可利用运放来实现算术运算电路。

2．2 a／d转换和显示电路的设计

用a／d转换器mc14433实现

首先将ad590的输出电流转换成电压，由于此信号为模拟信号，因此，要进行数码显示，

还需将此信号转换成数字信号。采用mc14433的转换电路如图6所示。此电路的作用是通过

a／d转换器mc14433将模拟信号转换成数字信号，以控制显示电路。其中mc14511为译码／

锁存／驱动电路，它的输入为bcd码，输出为七段译码。led数码显示由mc14433的位选信

号ds1～ds4通过达林顿阵列mc1413来驱动4位数码管的引脚图如图7. 图6 a/d转换和数

码显示电路框图

其中1y，2y，3y和4y为片选端，用以控制哪位数码管亮，将他们分别和mc14433的ds0，

ds1，ds2，ds3连接即可。

考虑到mc14433工作时需要参考电压，我们这里选取了1403作为vref，用作参考电压，

通过一个滑动变阻器可以方便的控制输入vref的大小。电路图如图8 图7 3461as数码管

引脚图

图8 最后：

ad590实验报告

班级学号

指导教师

姓名

实验地点：测控实验室实验完成时间：2013-3-27 ad590温度测试系统

一、设计任务

（1）理解ad590的工作原理。

（2）完成各个模块的设计，并通过网络标号将各部分连接起来，掌握各个模块的功能。

（3）充分了解各个模块之间的连接方式，以及工作时的相互联系。

（4）培养独立解决问题的习惯，并增强动手实践能力。

二、设计原理及原理图

（1）设计原理

ad590温度测试系统的简单框图如下：

（2）设计原理图

（3）pcb图

三、实验步骤

（1）按照如上所示的原理图，将各个元器件将各个模块连接起来，照着原理图将网络标

号标注好。

（2）连接完成后，检查电路中是否存在错误，如有错误立即检查一

下，确定错误后立即改正。

（3）改正后，如无错误，将其生成pcb板，在此环境中，对整体进行布局，拖动元器件，

尽量使交叉重叠的线要少。

（4）pcb板连接好以后，将其打印出来，并将原理图进行腐蚀。

（5）进行打孔，将元器件组装到电路板上。

（6）焊接完成后，用万用表检查一下电路中是否存在错误。

（7）检查后将程序烧入单片机中，并调试此系统是否工作正常。

四、调试

（1）焊接完成后，将程序烧入单片机中。

（2）将每块模块进行检测，观察各模块是否实现其功能，以免受到干扰。

（3）接通电源，观察测温系统是否正常稳定的工作。

五、心得体会

经过ad590温度测试系统的实验，我得到了不少的收获，一方面加深了自己对于理论课

程的理解，另一方面也提高了自己的动手实践能力。

这次的实验是我们自己动手一步步做的，不同与以往的实验（老师把什么东西都给大家

你，然后告诉我们应该怎么连线，这样几分钟之内一个所谓的实验就成功了），老师提前一个

多月把实验内容告诉我们，我们一边上课一边准备实验，而且没有过多的时间要求，实验室

对我们每天都是开放的，大家可以按照自己的实验进度去做实验。这样开放式的实验使得我

们不得不去自己能懂实验的原理，这也才体

会出理论在实践中的重要性。

这次试验从最基本的绘制电路图开始，结合老师上课讲的有关实验的内容和自己下去查

的一些基本资料，也在请教被人的基础上，经过一个多礼拜，终于一个简单的温度测试系统

的原理图出来了。这不仅仅是几个元器件的连接，它里面包含有许多的理论知识的支撑。这

使我再次认识到理论知识的重要性了。在做完原理图以后，又面临了另一个问题，pcb板的