温度传感器AD590文献翻译

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除温度传感器AD590 Analog Devices,Inc,1997 http/特征 引脚设计图线性电流输出： 1 A/K宽的适用范围：-55到+150针式兼容陶瓷封装激光校准可到0.5刻度准确度优越的线性度： 0.3在满量程间 电源供应范围：+4V到+30V 传感器与盒套隔离低功耗 图1 下视角产品说明：AD590是一种两端子集成电路温度传感器。它产生与绝对温度成比例的输出电流。 当电源电压在+4v到+30v时，这个传感器就会 呈现阻抗，以1A/K增长的恒定电流的调整装置。集成片里的薄膜电阻的激光校准技术被用来校准该装置，使它在298.2K是输

2、出298.2A电流。在通常的电子温度传感器普遍应用的150以下，AD590可以在任何温度感应应用中使用。一个整体的集成电路，免去了供电电路，而且内部低功耗。这些使得AD590成为许多温度测量情况中不错的选择。线性电路，精确的电压放大，电阻测量电路和冷连接补偿在应用AD590是都不需要。除了温度测量，应用还包括温度补偿或者离散部分校正，与绝对温度成比例的斜率，流速测量，液位检测和风速等级检测。AD590采用单片形式封装。它适合混合电路和受保护环境中的快速温度测量。AD590在细微感应应用方面非常有用。透雨高阻抗电流输出在长线上传输对电压降落不敏感。任何好的绝缘双绞线在接收回路几百英尺外都可以胜任

3、操作。输出特性也使AD590容易多路传输：电流可以通过CMOS多路选择器变换而且供应电压可以通过逻辑门输出变换。产品的概况：1.AD590是一个标准的双端子温度传感器，它需要一个直流电压源(+4v到+30v)。在应用该器件时，高昂的变送器，滤波器，主干线路补偿和线性电路都是不需要的。2.在薄膜上非常考究的激光校准技术和多方面的最后测试保证了AD590单元之间可以替换。3.优越的面输出结果是电流而不是电压。除此之外，电源需求也低(1.5mWs5V+25)。这些特征使得AD590很容易作为一个替代传感器来应用。4.高输出阻抗(10M)提供出色的供应电压漂移和波动的抑制作用。例如，把供应电压从5V改

4、变的到10V只引起1A最大的电流变化或者说1等同的误差。5.AD590是惊人的耐用：它可以经受正向电压达到44V反向电压达到20V。 因此不规则的供应电压或者引脚颠倒都不会损坏器件的。表1 AD590特性 型号 AD590Jmin 标准 max AD590Kmin 标准 max单位绝对最大额定范围正向电压反向电压击穿电压适用温度范围存储温度范围最大温度 +44 -20 200 -55 +150-65 +155 +300V+44-20200-55 +150-65 +155 +300VVVV电源供应+4 +30+4 +30V输出微小的电流输出温度系数刻度误差绝对误差(没有外部刻度调整装置)在25时

5、刻度误差调整为零非线性重复性长时间漂移电流噪声电源供应输出4VVs5V5VVs15V15VVs30V端子的隔离电阻有效的滤波电容电子开启时间反向偏置漏电流(反向电压=10V) 2982 1 50 10 30 15 01 01 40 05 02 01 100 20 10 2982 1 25 55 20 08 01 01 40 05 02 01 100 20 10A A/K A/VV/VA/VpFspA封装选择TO-52平板包装 AD590JH AD590JF AD590KH AD590KF注释：1.在-100和+200时，AD590被短时间使用测量，没有任何物理上的损伤。尽管如此，绝对温度误差划

6、分只适用与适用温度范围内。2.温度在-55到+150之间循环反复之后，最大偏差出现在+25读数左右。这项保证没有检测。3.情况：恒定5V恒定+125，这项保证没有经过检测。4.漏电流每变化10翻倍。说明书在没有通知的情况下不会改变。说明书中用黑色字体标出来的部分是所有产品在最后电子检测中所得的结果。那些检测出来的结果被用来计算输出的质量水平。虽然那些黑色字体标出来的部分在所有产品进行了检测，但是在说明书中所有的最小值和最大值都可以保证。型号 AD590Lmin 标准 max AD590Mmin 标准 max单位绝对最大额定范围正向电压反向电压击穿电压适用温度范围存储温度范围最大温度 +44 -

7、20 200 -55 +150-65 +155 +300V+44-20200-55 +150-65 +155 +300VVVV电源供应+4 +30+4 +30V输出微小的电流输出温度系数刻度误差绝对误差(没有外部刻度调整装置)在25时刻度误差调整为零非线性重复性长时间漂移电流噪声电源供应输出4VVs5V5VVs15V15VVs30V端子的隔离电阻有效的滤波电容电子开启时间反向偏置漏电流(反向电压=10V) 2982 1 10 30 16 04 01 01 40 05 02 01 100 20 10 2982 1 05 17 20 03 01 01 40 05 02 01 100 20 10A

8、A/K A/VV/VA/VpFspA封装选择TO-52平板包装 AD590LH AD590LF AD590MH AD590MF温度值转换方程AD590有60英寸的金镀在它的重要部分和头部。一个电阻焊体被用来把镍帽封装在头部。AD590片上面装有一个头部，用1Mil的铝线相连。Kovar含量组成：53%铁，29% 1% 镍，17 %1%钴，0.65%锰(最大含量)，0.20%硅最大含量，0.10%铝最大含量，0.1%镁最大含量，0.10%锆最大含量，0.1%钛最大含量，0.06%碳最大含量。AD590F是陶瓷封装的，金镀在它的重要部分，盖子和片内。80/20金/锡成分的焊料被用来做1.5Mil厚

9、的焊料环放在底部。片内在金属层和和镀金层有一个镍垫层。AD590在片内装有一个头部，用1Mil的铝线相连。注意：片子直接与陶瓷底相连，而不是金属盖子。当以截止形式用AD590的时候，为了正确的电路操作，片子的基体必须保持电气隔离。图2 AD590用激光校正的片形式，根据种类决定细节AD590用一个硅晶体管基本特性来得出它的温度比例特征：如果两个相同的晶体管在一定集电极电流密度比率下工作，那么它们的基极和发射极电压方面的不同就会是(KT/q)(In r)。如果K和q恒定，电子充电量也恒定，结果与绝对温度成直接比例关系。在AD590内，通过低温度系数的薄膜电阻，这种线性电压被转化成线性电流。器件的

10、总电流变成了线性电流的倍数。参见图3 AD590图解表，Q8和Q11是产生线性电压的晶体管。R5和R6把电压转化成电流。Q10集电极电流跟踪Q9，Q11等集电极电流，余下电路供应所有的偏置和漏电流，使得总电流与绝对温度成比例关系。R5和R6是在薄片上用激光调整的，在25时，用来校准该器件。图4 表明在25电路的典型V-I特性和温度极限 图3 示意图表 图4 供应电压 AD590的划分方式使它很容易应用于很多不同的应用方面。理解多种特征的意义，供应电压和端子环境对精确度的影响很重要。AD590是一个基本的与绝对温度成比例关系的电流调整器。也就是输出电流等于一个标度因子乘以传感器在开尔文温度时的温

11、度。这个标度因子通过调整指示温度符合真实温度，在工厂被校准为1A/K。这项工作通过再25左右温度时给器件加5V电压来完成。器件然后被封装并测试精确度。在最后的工厂测试时，指示温度和真实的温度的差异就叫做刻度误差。它导致器件总的误差是与绝对温度成比例关系的。例如，AD590L的1最大的刻度误差的影响从在-55时的0.73到在+150时的1.42变化。图5表示一个严重的刻度误差怎么偏离理想温度的。图5 对比温度的刻度误差在所有等级的AD590中，刻度误差都是一个产生最大总误差的主要原因。图6表明 达到这个目的的最简单方法。为了校准这个回路，AD590的温度用一个参考传感器来测量。R被校准，以便在那

12、个温度时，Vt=1mv/k。注意：当这个误差在某一温度时被校准，则在整个温度范围内，误差的影响就为零。在许多应用中，有一个电流电压转换电阻。该电阻可以用来刻度因子的调整校准。图6 一次温度校正误差温度：经过校准调整后的误差。每一个AD590用校准调整后的误差来检测它在所有温度范围内的误差。因为这个规定是在测温时真实电流和真实电流与绝对温度成比例因子在25时的乘积的最大差异。所以它也可以叫做与绝对温度成比例的变换结果。这个误差包含一个斜率误差和一些曲率，大部分误差在温度的极限处。图7表明了一个标准的AD590K在进行误差调整校准前后的温度曲线。 图7 比例因子对精确度的影响误差温度：不用使用者校

13、正。通过简单的测量电流来使用AD590，误差是根据所描述的与绝对温度成比例的变换结果减去加温度调整影响后的结果的差值。例如，AD590L的最大总误差从-55时的2.33变化到在150时的3.02。为了坦率，只有大的数据在说明书中表示出来。非线性：非线性是在应用AD590是的满量程中电流与最合适的直线的最大偏差。AD590在-55到150范围内的非线性优于所有的传统电子温度传感器，例如，半导体结，RTD和晶体管。图8 非线性图9表明电路中的非线性误差是产生超越温度误差的主要原因。电路经过调整R1校准，使AD590在0时产生0V输出。R2被调整，使得传感器在100时产生10V电压输出。对于别的温度

14、可以运用这个程序，只要他们是用参考传感器来准确测量。注意为了15V的正输出，运算放大器V+输出必须大于17V。也要注意到V-要最少-4V：如果V-是地，那么没有电压适用该装置。图9A 两次温度校正图9B 典型的两次校正精确度电源供应拒绝值说明输出电流的最大改变决定于输入电压的改变。输出对输入电压不敏感允许不规则电压的使用。这也意味着几百欧姆的电阻（例如CMOS多路器）在这系列器件中可以忽略。注意用一个不是5V的供应电压不会改变AD590的与绝对温度成比例的特性。换言之，这个改变与刻度误差相等，可以被量程因子校正改变。AD590说明书允许在低热量电阻环境中，在传感器上加5V电压时使用。传感器的环

15、境热电阻的大改变将会改变自热值，引起可以预见的但不需期望的输出改变。AD590使用的热环境决定两个重要特性：自热的影响，传感器对时间的响应。图10热电路模型图10是一个涵盖这些特性的AD590模型。以TO-52封装为例，是片和盒之间的电阻大约26/Watt。是盒与周围环境的热电阻，由热连接特性决定。电源P代表片上的电压。结温 减去周围温度是： 方程1表2给出了几种普通的“H”和“F”封装的热媒介的和的和。使用的散热器是一个普通的夹子。用方程1，当由一个5V电源驱动时，AD590“H”封装在搅动浴中，在25时温度上升将会是0.06。尽管如此，同样的情况多在空气中，温度上升0.72。对于一个给定的

16、供应电压，温度的上升随着电流改变而且与绝对温度成比例。然而，如果一个应用电路用传感器在相同的热环境中校正，且将在这样的环境中使用，在整个温度范围内，对这个影响进行刻度因子校正补偿。表2 温度电阻媒介HFHF铝块校正油移动空气有散热器没有散热器静止空气有散热器没有散热器3042451151914801060-190-6500.61.45.013.5108600.10.6-10.0-30AD590对在温度方面的阶跃改变的时间响应由热电阻和热电容和盒电容所决定。对于AD590来说，大约为0.04Watt-sec1。随着标准的媒介改变，因为它包含与盒直接接触的任何东西。在多数情况下，图11的单温度时间

17、常数指数曲线充分的描述了时间响应。图11 时间响应曲线图12 变量数值显示图12表示利用一低消费嵌入式数字仪表来显示绝对温度、摄氏温度或者华氏温标。用于绝对温度的插脚、和是接地的；用于华氏温度的插脚和被断开的。上述结构输出1C 或 1F的三位显示，除非在55C到+125C的温度范围内绝对精度不超过2.0C，否则最上级的温度标定不能工作在AD590，L，M上。图13串联和并联若干个AD590串联如图13所示，其中只显示灵敏温度最低的。相反，如果并联则输出平均温度。图14所示电路表示通过哪些温差测量产生规律。R1和R2用于整理运算放大器的输出端显示出要求的温差。例如，两个装置间固有的偏移量可以嵌入

18、。如果V+和V完全不同，内部消耗的差值便会引起一个内部温度的上升。这个效果可通过传感器在液面探测装置或者风速风向测定装置的理解测量环境热阻。图14 差值测量图15冷端温度补偿电路用于J型热电偶图15是典型的用AD590监测参考结温度的J类型热电偶的冷端温度补偿电路。这个电路用冰浴代替周围温度在+15C和+35C之间的热电偶标准。是通过调准RT被校准的，RT是一个特殊的仪表读数，它的测量点在已知参考温度和接近+25C。图15中元件按照TCs说明使用，电路温度在+15C到+35C之间的补偿精度要在0.5C以内。其他的热电偶可以是提供不同电阻值的类型。记录TCs首要因素导致的参考电压和电阻。图16.

19、4毫安到20毫安电流传感器图16是一个典型的用于40V，1KW系统中的电流传感器；它的4毫安到20毫安的全电流范围用于测量精准范围的实际温度。例中，AD590的输出端1 mA/K被放大到1 mA/C，4毫安相当于17C，20毫安相当于33C的偏移量。RT被处于中值的参考温度的特殊读值调整。由于一个适当的电阻，任何温度范围以内ad590的操作限度都可以被选择。图17 单一的温度控制电路图形17是一典型的利用ad590可调温度控制电路（恒温器）。变阻器和继电器被选择设置了各种大大小小限度的RSET。RSET可以是一个单一的电势，校准电势或者是转换电阻分压器。AD590的电压从10V标准中分离出该元

20、件从供电波动越过它当保持一定合理的电压值时(7 V)。电容器C1需要经常从遥感器中过虑扰动噪声。RB是通过功率晶体管和电流规格的负载b决定的。图18表示AD590可以配置一个8为的数模转换器，产生一个数字控制的设定值。这个特殊的电路可在0.2C级别从0C（全部高输入）到+51C（全部低输入）运行。比较电路是显示1C滞后，它经常是隔离扰动噪声范围所必需的；删除5.1MW电阻导致没有滞后。图18 数模转换器设定值图19 AD590在半导体逻辑中的运用电压符合和反向阻断表明AD590的电源完全是5V的半导体逻辑的特征。它便于多路技术，转换或者脉冲发生消耗极小的内能。在图19中，任何AD590连接到一

21、个逻辑高电平便会产生一个信号电流通过电流测量电路，当连接到一个逻辑0电平便会产生一个可以忽略不记的小电流。输出端经常会导致AD590S可能会被用于其他方面。但是辅助电容因为AD590的缘故应该注意。图20 模型多路调制器半导体模拟多路调制器还可以用于转换AD590电流。由于AD590的电流方式，只要保持4V通过传感器，那转换器的电阻是不重要的。图20是证明图19中8通道半导体多路调制器组合重要性的电路。这个效果电路可以选择一个八十传感器，此传感器过压是7位二进制字唯一的18线路。当空转时，在多路调制器上的禁止输入端，全部传感器转化为断开状态，以达到最低耗能。图21 通道多路转换器图形图21表示AD590的多路调制法在二调整模式中的运用（图7）。辅助ad590s和他们的相关电阻可以被增加给温度范围在55C到+125C之间的绝对精度在0.5C的多路传输，可以达到8通道。由于运算放大器的输出范围，高温被限制在+125C；运算放大器输出要达到+150C可以由20V电压提供。【精品文档】第 7 页