综合设计性实验报告

综合设计性实验报告

实验名称：基于AD590温控器的设计

专业：应用物理学

年级：1201级

组次：第四组

组员：李红洲李克乐马向军马永浩

指导教师：王婷

口期：2015 年 7 月 20 n

1实验目的 1. 1 了解常用的集成温度传感器AD590的内部原理及基本的工作原理。

1.2设计电路检测AD590输出的电压U与水温T的线性关系。

1.3讨论电流输出型和电压输出型集成温度传感器的优缺点。

1. 4设计电路当水温高于90摄氏度时能报警提示。

2实验原理 2. 1温度控制器系统的基本原理

本电路有温度传感器，K-OC变换、控制温度设置和放大器等部件组成。温度传感器的作用是把温度信号转换成电流信号或电压信号，K-OC变换将热力学温度K转换成摄氏温度0C。信号经放大器放大和刻度定标后由数字电压表直接显示温度值，并同时送入比较器与预先设定的固定温度值进行比较，由比较器输出电平的高低变化来控制执行机构（继电器）工作，实现温度的白动控制。

如图为AD590的外形电路，在制造时按K氏度标定，即在0° C时,AD590的电流为 273uA,温

度每增加1K氏度，电流随之增加luA。AD590相当于恒流源，和一电阻串联即将电流信号转换为电压信号，为了精确起见还应有一电位器串入，如果串入1KQ电阻，温度每变化1K,电压变化hnV,且与温度的变化成正比，即转换当量ImV/Ko当电源电压在V=4uV〜30V之间时，其电流将随温度的大小而线性变化。由于电源电压的变动亦会影响AD590电流输出，但随电源电压的变大，其电压变动所造成的影响将变小, 因此建议采用较高电源电压，AD590对温度T的端电流关系式为:

I 仃)=1(0) =lu/°C XT (°C) =273. 2uA=TuA

V仃)=I(T) XR=273・ 2XR+TXR

可见电压输出V （T）与温度T呈线性关系

AD590的外形电路图

2.2电路中，用AD590获取温度信号。根据AD590的数据手册可以知道，在正常工作的情况下，AD590的电流变化1UA,相当于环境温度变化1摄氏度，当环境温度为0摄氏度的时候，AD590产生273 UA的电流。AD590经过10K的电阻串联后，在电阻的两端产生（2. 73+T） V的电压，该电压经过由LM324构成的差分放大电路后，调整为0-5V的

电压，输入到继电器，触发继电器驱动蜂鸣器发声。

3实验内容与步骤 3.1方案设计：正确选择实验方法，进行参数估算，选择实验仪器，给出电路图，拟定 实施方法和操作步骤，考虑数据处理方法等。

试验流程图:

分压过后，转换为2・73、3・73V 的电压，经过一个由LM324构成的跟随器后，送至三运 放放大电路的一端（设这个电压为U0）。稳压管1N4728可以将5V 的电源稳压成为3.3V, 再经1K 的滑动变阻器R7分压后，产生2.73V 的电压（U1）,送至三运放放大电路的另

一输入端。可以通过调节5K 的滑动变阻器R8的阻值，来调节放大倍数。经过该三运

仪器调试：万用表，DH1718-5型双路跟踪稳压稳流电源, 数据测量：测量AD590在不同温度

下输出的电流电压值。

具体电路图如下所示: 焊接的电路板:

继电器驱动

、100摄氏度）的电流，经过R1的

放, 实现了电压的相减和调节。

3.2 3.3

4实验数据及处理

实验数据记录如下：（其中：I=U/R. R=lkQ 。）

常温

压为

2.49V,放大正常。再改变温度至80摄氏度的时候，发现输出电压为

3.8V,与放 大关系不符，分析发现，原因是LM324工作在5V 的电压下，由于本身的放大局限，放 大器的输出一般要小于电源电压，所以，基本上3.8V 已经达到了 LM324的最高输出值。

若要使输出电压增大，则需要为LM324提供更高的电压。

6实验注意事项 1电路板的检查： 检查电路板的焊接是否正确，有无虚焊.错焊以及漏焊，各电阻的 阻值是否正确，集成运放L\I324的管教是否连接正确，以及AD590和1N4728的连接是 否有误。在该次调试中，发现有一电阻接错，后仔细对照图纸检查，重新焊接正确。

2各关键点电压的测量：分别测量各关键点的电压值，检查电路工作是否基本正确。实 际测得，U0=2.81V\ Ul=2. 63V,Uout=3.8V,温度改变，U0变化，但是输出不变。分析 后发现，原來最后一个放大器l ；2D 的反馈电阻接到了 +端，所以导致输出电压值恒定不

将温

5实

验结果

度传 感

AD590 置

摄氏度的 于26

变，于是将电阻重新焊接。

3调节调零电压：调零电压的调节是通过改变1K的滑动变阻器R7的阻值来实现的。

4调节放大倍数：调节放大倍数是通过改变5K的滑动变阻器R8的阻值来实现的，分析

得知，放大5倍较为合适。

7参考文献

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