1、基于基于ADAD590590溫控器的設(shè)計(jì)溫控器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解常用的集成溫度傳感器了解常用的集成溫度傳感器AD590的內(nèi)部原理的內(nèi)部原理及基本的工作原理。及基本的工作原理。2 設(shè)計(jì)電路檢測(cè)設(shè)計(jì)電路檢測(cè)AD590輸出的電壓輸出的電壓U與溫度的與溫度的T的的線(xiàn)性關(guān)系。線(xiàn)性關(guān)系。3 討論電流輸出型和電壓輸出型集成溫度傳感器討論電流輸出型和電壓輸出型集成溫度傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1 如圖為如圖為AD590 的外形電路，在制造時(shí)按的外形電路，在制造時(shí)按K氏度標(biāo)定，即在氏度標(biāo)定，即在0C時(shí)時(shí),AD590的電流為的電流為273uA，溫度每增加，溫度每增加1K氏度，電流隨之增

2、加氏度，電流隨之增加1uA。AD590相當(dāng)于恒流源，和一電阻串聯(lián)即將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，相當(dāng)于恒流源，和一電阻串聯(lián)即將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，為了精確起見(jiàn)還應(yīng)有一電位器串入，如果串入為了精確起見(jiàn)還應(yīng)有一電位器串入，如果串入1K電阻，溫度每變化電阻，溫度每變化1K，電壓變化，電壓變化1mV，且與溫度的變化成正比，即轉(zhuǎn)換當(dāng)量，且與溫度的變化成正比，即轉(zhuǎn)換當(dāng)量1mV/K。當(dāng)。當(dāng)電源電壓在電源電壓在V=4uV30V之間時(shí)，其電流將隨溫度的大小而線(xiàn)性變化。之間時(shí)，其電流將隨溫度的大小而線(xiàn)性變化。由于電源電壓的變動(dòng)亦會(huì)影響由于電源電壓的變動(dòng)亦會(huì)影響AD590電流輸出，但隨電源電壓的變大，電流輸出，但隨

3、電源電壓的變大，其電壓變動(dòng)所造成的影響將變小，因此建議采用較高電源電壓，其電壓變動(dòng)所造成的影響將變小，因此建議采用較高電源電壓，AD590對(duì)溫度對(duì)溫度T的端電流關(guān)系式為：的端電流關(guān)系式為： I(T)=I(0)=1u/T()=273.2uA=TuA V(T)=I(T)R=273.2RTR可見(jiàn)電壓輸出可見(jiàn)電壓輸出V（T）與溫度）與溫度T呈線(xiàn)性關(guān)系呈線(xiàn)性關(guān)系 AD590的外形電路圖的外形電路圖2 電路中，用電路中，用AD590獲取溫度信號(hào)。根據(jù)獲取溫度信號(hào)。根據(jù)AD590的數(shù)據(jù)手冊(cè)可以知道，的數(shù)據(jù)手冊(cè)可以知道，在正常工作的情況下，在正常工作的情況下，AD590的電流變化的電流變化1A，相當(dāng)于環(huán)境溫度

4、變化，相當(dāng)于環(huán)境溫度變化1攝氏度，當(dāng)環(huán)境溫度為攝氏度，當(dāng)環(huán)境溫度為0攝氏度的時(shí)候，攝氏度的時(shí)候，AD590產(chǎn)生產(chǎn)生273A的電流。的電流。AD590經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)10K的電阻串聯(lián)后，在電阻的兩端產(chǎn)生（的電阻串聯(lián)后，在電阻的兩端產(chǎn)生（2.73+T）V的電的電壓，該電壓經(jīng)過(guò)由壓，該電壓經(jīng)過(guò)由LM324構(gòu)成的差分放大電路后，調(diào)整為構(gòu)成的差分放大電路后，調(diào)整為05V的電的電壓，輸入到繼電器，觸發(fā)繼電器驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。壓，輸入到繼電器，觸發(fā)繼電器驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì): 正確選擇實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行參數(shù)估算，選擇實(shí)驗(yàn)儀器，給正確選擇實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行參數(shù)估算，選擇實(shí)驗(yàn)儀器，給出

5、電路圖，擬定實(shí)施方法和操作步驟，考慮數(shù)據(jù)處理方法等。出電路圖，擬定實(shí)施方法和操作步驟，考慮數(shù)據(jù)處理方法等。試驗(yàn)流程圖試驗(yàn)流程圖AD590工作在工作在5V的電源下，產(chǎn)生的電源下，產(chǎn)生273 373A（0 100攝氏度）的攝氏度）的電流，經(jīng)過(guò)電流，經(jīng)過(guò)R1的分壓過(guò)后，轉(zhuǎn)換為的分壓過(guò)后，轉(zhuǎn)換為2.733.73V的電壓，經(jīng)過(guò)一個(gè)由的電壓，經(jīng)過(guò)一個(gè)由LM324構(gòu)成的跟隨器后，送至三運(yùn)放放大電路的一端（設(shè)這個(gè)電壓為構(gòu)成的跟隨器后，送至三運(yùn)放放大電路的一端（設(shè)這個(gè)電壓為U0）。穩(wěn)壓管）。穩(wěn)壓管1N4728可以將可以將5V的電源穩(wěn)壓成為的電源穩(wěn)壓成為3.3V，再經(jīng)，再經(jīng)1K的滑的滑動(dòng)變阻器動(dòng)變阻器R7分壓后，

6、產(chǎn)生分壓后，產(chǎn)生2.73V的電壓（的電壓（U1），送至三運(yùn)放放大電），送至三運(yùn)放放大電路的另一輸入端。可以通過(guò)調(diào)節(jié)路的另一輸入端。可以通過(guò)調(diào)節(jié)5K的滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)變阻器R8 的阻值，來(lái)調(diào)節(jié)的阻值，來(lái)調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。經(jīng)過(guò)該三運(yùn)放，實(shí)現(xiàn)了電壓的相減和調(diào)節(jié)。放大倍數(shù)。經(jīng)過(guò)該三運(yùn)放，實(shí)現(xiàn)了電壓的相減和調(diào)節(jié)。具體電路圖如下所示：具體電路圖如下所示：2儀器調(diào)試：萬(wàn)用表，儀器調(diào)試：萬(wàn)用表，DH1718-5型雙路跟蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，型雙路跟蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，3數(shù)據(jù)測(cè)量：測(cè)量數(shù)據(jù)測(cè)量：測(cè)量AD590在不同溫度下輸出的電流電壓值。在不同溫度下輸出的電流電壓值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果將溫度傳感器將溫度傳感器AD590置于置于

7、26攝氏度的常溫下，測(cè)量輸出電壓為攝氏度的常溫下，測(cè)量輸出電壓為1.31V，經(jīng)計(jì)，經(jīng)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)放大關(guān)系正確，改變溫度至算，發(fā)現(xiàn)放大關(guān)系正確，改變溫度至50攝氏度，測(cè)出輸出電壓為攝氏度，測(cè)出輸出電壓為2.49V，放，放大正常。再改變溫度至大正常。再改變溫度至80攝氏度的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)輸出電壓為攝氏度的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)輸出電壓為3.8V，與放大關(guān)系，與放大關(guān)系不符，分析發(fā)現(xiàn)，原因是不符，分析發(fā)現(xiàn)，原因是LM324工作在工作在5V的電壓下，由于本身的放大局限，的電壓下，由于本身的放大局限，放大器的輸出一般要小于電源電壓，所以，基本上放大器的輸出一般要小于電源電壓，所以，基本上3.8V已經(jīng)達(dá)到了已經(jīng)達(dá)到了LM3

8、24的的最高輸出值。若要使輸出電壓增大，則需要為最高輸出值。若要使輸出電壓增大，則需要為L(zhǎng)M324提供更高的電壓。提供更高的電壓。 分析發(fā)現(xiàn)，溫度變化分析發(fā)現(xiàn)，溫度變化1攝氏度，輸出電壓對(duì)應(yīng)變化攝氏度，輸出電壓對(duì)應(yīng)變化0.05V。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1電路板的檢查：電路板的檢查： 檢查電路板的焊接是否正確，有無(wú)虛焊、錯(cuò)焊以及檢查電路板的焊接是否正確，有無(wú)虛焊、錯(cuò)焊以及漏焊，各電阻的阻值是否正確，集成運(yùn)放漏焊，各電阻的阻值是否正確，集成運(yùn)放LM324的管教是否連接正確，的管教是否連接正確，以及以及AD590和和1N4728的連接是否有誤。在該次調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)有一電的連接是否有誤。在該次調(diào)試中，

9、發(fā)現(xiàn)有一電阻接錯(cuò)，后仔細(xì)對(duì)照?qǐng)D紙檢查，重新焊接正確。阻接錯(cuò)，后仔細(xì)對(duì)照?qǐng)D紙檢查，重新焊接正確。 2各關(guān)鍵點(diǎn)電壓的測(cè)量：分別測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)的電壓值，檢查電路工作各關(guān)鍵點(diǎn)電壓的測(cè)量：分別測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)的電壓值，檢查電路工作是否基本正確。實(shí)際測(cè)得，是否基本正確。實(shí)際測(cè)得，U0=2.81V，U1=2.63V,Uout=3.8V，溫度，溫度改變，改變，U0變化，但是輸出不變。分析后發(fā)現(xiàn)，原來(lái)最后一個(gè)放大器變化，但是輸出不變。分析后發(fā)現(xiàn)，原來(lái)最后一個(gè)放大器U2D的反饋電阻接到了的反饋電阻接到了+端，所以導(dǎo)致輸出電壓值恒定不變，于是將端，所以導(dǎo)致輸出電壓值恒定不變，于是將電阻重新焊接。電阻重新焊接。 3調(diào)節(jié)調(diào)零

10、電壓：調(diào)零電壓的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變調(diào)節(jié)調(diào)零電壓：調(diào)零電壓的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變1K的滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)變阻器R7的阻的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。4調(diào)節(jié)放大倍數(shù)：調(diào)節(jié)放大倍數(shù)是通過(guò)改變調(diào)節(jié)放大倍數(shù)：調(diào)節(jié)放大倍數(shù)是通過(guò)改變5K的滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)變阻器R8的阻值的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分析得知，放大來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分析得知，放大5倍較為合適。倍較為合適。實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)總結(jié)經(jīng)過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),我們得到了不少的收獲我們得到了不少的收獲,一方面加深了我們對(duì)一方面加深了我們對(duì)課本理論的認(rèn)識(shí)課本理論的認(rèn)識(shí),另一方面也提高了實(shí)驗(yàn)操作能力。現(xiàn)在我們總結(jié)了以下另一方面也提高了實(shí)驗(yàn)操作能力。現(xiàn)在我們總結(jié)了以下的體會(huì)和經(jīng)

11、驗(yàn)。的體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)。 這次的實(shí)驗(yàn)跟我們以前做的實(shí)驗(yàn)不同，因?yàn)槲矣X(jué)得這次我們是真真正正這次的實(shí)驗(yàn)跟我們以前做的實(shí)驗(yàn)不同，因?yàn)槲矣X(jué)得這次我們是真真正正的自己親自去完成。所以是我覺(jué)得這次實(shí)驗(yàn)最寶貴，最深刻的。就是實(shí)的自己親自去完成。所以是我覺(jué)得這次實(shí)驗(yàn)最寶貴，最深刻的。就是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程全是我們學(xué)生自己動(dòng)手來(lái)完成的，這樣，我們就必須要弄懂實(shí)驗(yàn)的過(guò)程全是我們學(xué)生自己動(dòng)手來(lái)完成的，這樣，我們就必須要弄懂實(shí)驗(yàn)的原理。在這里我深深體會(huì)到哲學(xué)上理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用：弄懂實(shí)驗(yàn)的原理。在這里我深深體會(huì)到哲學(xué)上理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用：弄懂實(shí)驗(yàn)原理，而且體會(huì)到了實(shí)驗(yàn)的操作能力是靠自己親自動(dòng)手，親自開(kāi)動(dòng)腦驗(yàn)原理，而且體會(huì)到了實(shí)

12、驗(yàn)的操作能力是靠自己親自動(dòng)手，親自開(kāi)動(dòng)腦筋，親自去請(qǐng)教別人才能得到提高的。筋，親自去請(qǐng)教別人才能得到提高的。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我更深入地了解了一個(gè)放大電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我更深入地了解了一個(gè)放大電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，學(xué)習(xí)了學(xué)習(xí)了AD590的工作方式和用的工作方式和用LM324設(shè)計(jì)放大電路的方法，加深了設(shè)計(jì)放大電路的方法，加深了對(duì)三運(yùn)放高共模抑制比放大電路的理解，深刻體會(huì)了電路板焊接中對(duì)三運(yùn)放高共模抑制比放大電路的理解，深刻體會(huì)了電路板焊接中的各種技巧。我對(duì)一些測(cè)試硬件、軟件及其使用有了更深刻的認(rèn)識(shí)。的各種技巧。我對(duì)一些測(cè)試硬件、軟件及其使用有了更深刻的認(rèn)識(shí)。還有在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們確切的感受到，課本上的理論知識(shí)要還有在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們確切的感受到，課本上的理論知識(shí)要是真正地