Método de cálculo de aplicación y estructura AD590

Sensor de temperatura integrado AD590 y sus aplicaciones

Resumen: Se presenta el sensor de temperatura integrado AD590 y la medición de temperatura termodinámica, temperatura Celsius, diferencia de temperatura de dos puntos y multi- Se proporciona la temperatura mínima del punto por AD590, el circuito específico de temperatura promedio multipunto, y toma el sistema de control de temperatura y humedad de ahorro de energía como ejemplo para presentar la aplicación del circuito que usa AD590 para medir la diferencia de temperatura entre dos puntos. .

Palabras clave: AD590; sensor de temperatura integrado;

Número CLC: TP368 TP212.11 Código de identificación del documento: A Número de artículo: 1006-883X (2003) 03-0035- 03

1. Introducción

El sensor de temperatura integrado es esencialmente un circuito integrado semiconductor, que utiliza el valor insaturado VBE de la caída de voltaje de la unión b-e del transistor y la termodinámica. la temperatura T y la corriente del emisor I realizan la detección de temperatura:

En la fórmula, K—constante de Boltz; q—el valor absoluto de la carga del electrón.

Los sensores de temperatura integrados tienen las ventajas de buena linealidad, precisión moderada, alta sensibilidad, tamaño pequeño y facilidad de uso, y se utilizan ampliamente. La forma de salida del sensor de temperatura integrado se divide en dos tipos: salida de voltaje y salida de corriente. La sensibilidad del tipo de salida de voltaje es generalmente de 10 mV/K. La salida es 0 cuando la temperatura es de 0 °C y la salida es de 2,982 V cuando la temperatura es de 25 °C. La sensibilidad del tipo de salida de corriente es generalmente de 1 mA/K.

2. Introducción a AD590

AD590 es una fuente de corriente de detección de temperatura monolítica integrada de dos terminales producida por American Analog Devices Company. Sus principales características son las siguientes:

1. La corriente que circula por el dispositivo (mA) es igual a la temperatura termodinámica (Kelvin) del ambiente en el que se encuentra el dispositivo, es decir:

mA/K

En la fórmula: - la corriente que fluye por el dispositivo (AD590), la unidad es mA

T - la temperatura termodinámica, la; la unidad es k.

2. El rango de medición de temperatura del AD590 es -55 ℃ ~ 150 ℃.

3. El rango de voltaje de la fuente de alimentación del AD590 es de 4V~30V. El voltaje de la fuente de alimentación puede cambiar en el rango de 4V~6V, y la corriente cambia en 1mA, lo que equivale a un cambio de temperatura de 1K. AD590 puede soportar un voltaje directo de 44 V y un voltaje inverso de 20 V, por lo que el dispositivo no se dañará si se conecta al revés.

4. La resistencia de salida es de 710MW.

5. Alta precisión. AD590*** tiene cinco engranajes: I, J, K, L y M. Entre ellos, el engranaje M tiene la mayor precisión, con un error no lineal de ±0,3°C en el rango de -55°C a 150° DO.

3. Circuito de aplicación del AD590

1. Circuito de aplicación básico

La Figura 1 (a) es la forma de empaque del AD590, la Figura 1 (b) es AD590 Circuito de aplicación básica para medida de temperatura termodinámica. Debido a que la corriente que fluye a través del AD590 es proporcional a la temperatura termodinámica, cuando la suma de las resistencias de la resistencia R1 y el potenciómetro R2 es 1kW, el cambio en el voltaje de salida VO con la temperatura es 1mV/K. Sin embargo, dado que la ganancia del AD590 tiene desviaciones y las resistencias también tienen errores, se debe ajustar el circuito. El método de ajuste es: colocar el AD590 en la mezcla de agua y hielo y ajustar el potenciómetro R2 para que VO=273,2mV. O ajuste el potenciómetro a temperatura ambiente (25°C) para que VO=273,2 25=298,2 (mV). Sin embargo, este ajuste sólo puede garantizar una mayor precisión cerca de 0°C o 25°C.

Circuito de medición de temperatura 2. Celsius

Como se muestra en la Figura 2, el potenciómetro R2 se usa para ajustar el punto cero y R4 se usa para ajustar la ganancia del amplificador operacional LF355. . El método de ajuste es el siguiente: ajuste R2 a 0°C para hacer que la salida VO=0, y luego ajuste R4 a 100°C para hacer VO=100mV. Repita este ajuste varias veces hasta que VO=0mV a 0℃ y VO=100mV a 100℃. Finalmente, realice la verificación a temperatura ambiente. Por ejemplo, si la temperatura ambiente es de 25 °C, entonces el VO debería ser de 25 mV. La mezcla de hielo y agua está en un ambiente de 0°C y el agua hirviendo está en un ambiente de 100°C.

Para que la salida en la Figura 2 sea de 200 mV/℃, se puede lograr aumentando la resistencia de retroalimentación (la resistencia de retroalimentación en la figura está compuesta por R3 y el potenciómetro R4 conectados en serie). Además, al medir la temperatura Fahrenheit (símbolo ℉), debido a que la temperatura Fahrenheit es igual a la temperatura termodinámica menos 255,4 multiplicada por 9/5, si se requiere que la salida sea 1 mV/℉, ajuste la resistencia de retroalimentación a aproximadamente 180 kW. de modo que la temperatura sea 0 ℃ Cuando la temperatura sea 100 ℃, VO = 17,8 mV cuando la temperatura sea 100 ℃, VO = 197,8 mV; AD581 es un regulador de voltaje integrado de alta precisión con un voltaje de entrada máximo de 40 V y una salida de 10 V.

3. Circuito de medición de diferencia de temperatura y su aplicación

(1). Circuito y análisis de principios

lt;![endif]gt; Diagrama que utiliza dos circuitos A que utilizan AD590 para medir la diferencia de temperatura entre dos puntos. Cuando la resistencia de retroalimentación es de 100 kW, suponiendo que las temperaturas en AD590 1# y 2# son (℃) y (℃) respectivamente, entonces el voltaje de salida es. El potenciómetro R2 de la imagen se utiliza para el ajuste a cero. El potenciómetro R4 se utiliza para ajustar la ganancia del amplificador operacional LF355.

De la ley actual de Kirchhoff: (1)

De las características del amplificador operacional: (2)

(3)

Ajuste el potenciómetro de ajuste a cero R2 para hacer: * (4)

De (1), (2), (4) podemos obtener:

Supongamos: R4=90kW

Entonces: =

= (5)

Donde, es la diferencia de temperatura, la unidad es °C.

De la ecuación (5), cambiar el valor de puede cambiar el tamaño de VO.

(2). Ejemplos de aplicación

Tome como ejemplo un sistema de control de temperatura y humedad de almacén de material medicinal que ahorra energía si se requiere que la temperatura del almacén sea inferior a T℃ y. la humedad relativa es inferior a A1B1RH. Los dos modos de control adoptados son los siguientes:

Modo de control uno: cuando la humedad relativa dentro del almacén es superior a A1B1RH y la temperatura fuera del almacén es inferior a T℃, la ventilación dentro y fuera del almacén es llevado a cabo. Este método utiliza la diferencia de humedad entre el interior y el exterior del almacén para intercambiar aire y cumplir con los requisitos de deshumidificación del almacén. Sus ventajas son la alta eficiencia, el ahorro de energía y el ahorro de dinero. Pero este enfoque está estrictamente controlado. En primer lugar, la humedad relativa fuera del almacén debe ser menor que la del interior del almacén, y la diferencia entre ellas debe ser mayor que A2B2RH, para garantizar eficazmente la deshumidificación oportuna dentro del almacén. En segundo lugar, la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del almacén debe ser inferior a △T°C. Esto se debe a que si se realiza la ventilación cuando la temperatura exterior del almacén es mucho más alta que la temperatura interior, entrará aire caliente. el área del almacén y encuentre aire frío, lo que causará daños a los medicamentos y equipos. El fenómeno de la condensación superficial afecta la calidad de los medicamentos y equipos. Por el contrario, si la ventilación se realiza cuando la temperatura dentro del almacén es mucho más alta que la temperatura fuera del almacén, se formará condensación en la superficie del equipo farmacéutico después de que el aire frío ingrese al almacén. Además, la temperatura fuera de la biblioteca no puede acercarse a T℃. Esto se debe a que si la ventilación se realiza cuando la temperatura exterior es cercana a los T°C, es probable que aumente la temperatura del almacén cerrado, superando así el límite superior de temperatura T°C.

Modo de control dos: cuando la temperatura es superior a T℃ o la humedad es superior a A1B1RH pero no cumple la primera condición, la unidad de refrigeración y aire acondicionado se enciende para enfriar y deshumidificar el almacén. .

Para evitar la condensación en la superficie de medicamentos y equipos durante la ventilación debido a diferencias excesivas de temperatura entre el interior y el exterior del almacén, se debe controlar estrictamente la precisión de la diferencia de temperatura del sistema. El método tradicional de medición de la diferencia de temperatura consiste en procesar las temperaturas de dos puntos por separado (circuito de acondicionamiento, A/D, procesamiento aritmético) y luego encontrar la diferencia. La precisión de la diferencia de temperatura obtenida por este método es baja. La medición de la diferencia de temperatura dentro y fuera del almacén puede utilizar el circuito que se muestra en la Figura 3. El valor de la diferencia de temperatura se compara directamente con el valor establecido, lo que no solo garantiza una mayor precisión, sino que también simplifica el diseño del software del sistema y mejora la confiabilidad del sistema.

4. Medición del valor de temperatura más bajo en el punto N

Al conectar varios AD590 en diferentes puntos de medición de temperatura en serie, se puede medir el valor de temperatura más bajo en todos los puntos de medición.

Este método se puede aplicar a situaciones en las que la temperatura mínima se mide en múltiples puntos.

5. Medición de la temperatura promedio de N puntos

Conecte N AD590 en paralelo, sume las corrientes y promedielas, luego se puede calcular la temperatura promedio.

Este método es adecuado para ocasiones en las que se requiere la temperatura promedio de múltiples puntos pero no la temperatura específica de cada punto.

IV.Conclusión

AD590 es un circuito específico para medir temperatura termodinámica, temperatura Celsius, diferencia de temperatura entre dos puntos, temperatura mínima en múltiples puntos y temperatura promedio en múltiples puntos. Es ampliamente utilizado en diferentes controles de temperatura. Debido a que AD590 tiene alta precisión, bajo precio, sin fuente de alimentación auxiliar y buena linealidad, a menudo se usa para medición de temperatura y compensación de unión fría de termopares.