0.1
0.1
μA/V
CaseIsolationtoEitherLead
-
1010
1010
Ω
EffectiveShuntCapacitance有效并联电容
-
100
100
pF
ElectricalTurn-OnTime启动时间
Note1
20
20
μs
ReverseBiasLeakageCurrent反向偏压泄漏电流
Note4
10
10
pA
PowerSupplyRange电源电压范围
-
+4to+30
+4to+30
V
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注意事项：
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1.θJA测量元件装在自由空气环境下86a838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
2.不包括自热效应。
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3.最大偏差25℃温度55℃和150℃之间循环。
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4.条件+5伏，常数125℃。
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5.泄漏电流每10℃。
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6.机械应变对封装可能扰乱校准设备。
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7.但不能保证测试。
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8.-55℃保证测试在25℃和150℃。
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AD590的输出电流值说明如下：
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其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Io=（273+25）=298μA。
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基本应用电路：
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图286a838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
注意事项：
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Vo的值为Io乘上10K,以室温25℃而言,输出值为2.98V（10K×298μA）。
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量测Vo时,不可分出任何电流,否则量测值会不准。
86a838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号应用电路：
（温度计）86a838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
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图3 AD590温度传感器使用原理86a838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
电路分析86a838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
AD590的输出电流I=（273+T）μA（T为摄氏温度）,因此量测的电压V为（273+T）μA×10K=（2.73+T/100）V。
为了将电压量测出来又需使输出电流I不分流出来,我们使用电压追随器其输出电压V2等于输入电压V。
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由于一般电源供应较多零件之后,电源是带噪声的,因此我们使用齐纳二极管作为稳压零件,再利用可变电阻分压,其输出电压V1需调整至2.73V。
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接下来我们使用差动放大器其输出Vo为（100K/10K）×（V2-V1）=T/10V。
如果现在为摄氏28度,输出电压为2.8V。
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AD590温度传感器使用原理图86a838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
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图4
2.设计内容
2.1设计任务与要求
①测温范围-30~+150°C；
②可用于远距离温度测量；
③系统功耗小于等于5W。
我们选用AD590传感器，其以上三点符合AD590的使用参数范围。
因此选用AD590能很好的实现该设计任务与要求。
2.2总体设计方案
2.2.1总体设计方案分析及设计框图
温度计电路的设计总体设计方框图如图5所示，控制器采用单片机AT89S52,温度传感器采用AD590,用1602LCD显示器显示温度数据。
图5总体设计方框图
2.2.2显示器
LCD16032液晶模块中文字库型液晶显示模块是可以显示字母、数字、符号和中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能的点阵型液晶显示模块,可显示2行，每行10个汉字。
支持8位数据的传输方式。
模块内置2M-位元中文字型ROM（CGROM）总共提供8192个中文字型（16*16点阵），16K-位元半宽字型ROM（HCGROM）总共提供126个符号字型（16*8点阵）,64*16-位元显示RAM（DDRAM）,另外绘图显示画面提供一个64*256点的绘图区域（GDRAM）,可以和文字及画面混合显示。
2.2.3电路功能及组成
数字式测温电路具有下列基本功能：
1.能把温度量转换为成比例的模拟电信号；
2.把模拟电信号变换为数字电信号。
3.最后通过数字电路直接指示出温度值。
由以上三点可画出数字式测温电路的方框图如下图4所示。
在电路组成的数字式测温电路与其它数字式测量电路有许多相同之处，差别仅在于测温电路多了温度传感器和处理部分，这部分的作用是把温度（非电量）转换成比例的电信号，同时线性化并加以放大。
图4数字式温度测量电路组成框图
3.精密电压/频率转换器LM331介绍
LM331是美国国家半体导公司生产的性能价格比高、外围电路简单、可单电源供电、低功耗的精密电压/频率转换器集成电路。
LM331动态范围宽达100dB，工作频率低到0．1Hz时尚有较好的线性度，数字分辨率达12位。
LM331的输出驱动器采用集电极开路形式，因此可通过选择逻辑电流和外接电阻来灵活改变输出脉冲的逻辑电平，以适配TTL、DTL和CMOS等不同逻辑电路。
LM331可工作在4．0V～40V之间，输出可高达40V，而且可以防止VCC短路。
特点：
•保证线性：
0.01％（最大）
•低功耗：
15mW5V
•广泛的全面频率：
1Hzto100kHz
•脉冲输出兼容所有的逻辑形式
•宽动态范围：
100db
图1LM331引脚图
3.1功能说明：
1,CURRENTUOTPUT电流输入
2,REFERENCECURRENTVOLTAGE参考电压
3,LOGICOUTPUT逻辑输出
4,GND
5,R-C定时器
6,THRESHOLD阈值输入
7,COMPARATOR比较器输入
8,VCC
极限参数：
Parameter参数
Symbol符号
Value数值
Unit单位
SupplyVoltage电源电压
VCC
40
V
InputVoltage输入电压
VI
-0.2~+VCC
V
OperatingTemperatureRange工作温度范围
TOPR
0~+70
℃
PowerDissipation功耗
PD
500
mW
ElectricalCharacteristics电气特性：
Parameter参数
Symbol符号
Conditions测试条件
最小
典型
最大
单位
VFCNon-LinearityVFC非线性
VFCNL
4.5≤VCC≤20V
-
±0.003
±0.01
%Full-Scale
ConversionAccuracyScaleFactor转换精度比例因数
ACCUR
VI=-10V,RS=14KΩ
0.90
1.00
1.10
KHz/V
ChangOfGainWithVCC增益虚拟通道连接
VCCΔG/VCC
4.5V≤VCC≤10V
-
0.01
0.1
%/V
10V≤VCC≤40V
-
0.006
0.06
RatedFull-ScaleFrequency额定满量程频率
f
VI=-10V
10.0
-
-
KHz
INPUTCOMPARATOR输入比较器
OffsetVoltage偏移电压
VIO
0℃≤TA≤+70℃
-
±3
±10
mV
BiasCurrent偏置电流
IBIAS
-
-
-80
-300
nA
OffsetCurrent失调电流
IIO
-
-
±8
±100
nA
Common-ModeRange共模范围
VCM
0℃≤TA≤+70℃
-0.2
-
VCC-2.0
V
TIMER定时器（引脚5）
TimerThresholdVoltage定时器阈值电压
VTH
-
0.63
0.667
0.701
×VCC
InputBiasCurrent输入偏置电流
IBIAS
VCC=15V,0V≤V5≤9.9V
-
±10
±100
nA
V5=10V
-
200
1000
nA
SaturationVoltage饱和电压
VSAT
I=5mA
-
0.22
0.5
V
CURRENTSOURCE电流源（引脚1）
OutputCurrent输出电流
IO
RS=14KΩ,V1=0V
116
136
156
μA
ChangewithVoltage电压变化
ΔIO/ΔV1
0V≤V1≤10V
-
0.2
1.0
μA
CurrentSourceOffLeakage泄漏电流源关闭
ILKG
-
-
0.02
10.0
nA
REFERENCEVOLTAGE参考电压（引脚2）
ReferenceVoltage参考电压
VREF
-
1.70
1.89
2.08
VDC
StabilityvsTemperature随温度的稳定性
STT
-
-
±60
-
ppm/℃
StabilityvsTime,1000Hours稳定性随时间，1000Hours
STT
-
-
±0.1
-
%
LOGICOUTPUT逻辑输出（引脚3）
SaturationVoltage饱和电压
VSAT
I=5mA
-
0.15
0.50
V
I=3.2mA
-
0.10
0.40
OffLeakage关闭泄漏
ILKG
-
-
±0.05
1.0
μA
SUPPLYCURRENT电源电流
SupplyCurrent电源电流
ICC
VCC=5V
1.5
3.0
6.0
mA
VCC=40V
2.0
4.0
8.0
LM331应用电路
图4 简单的频率对电压转换器，100kHz的满量程
4.硬件电路设计实现
4.1温度传感器电路设计
AD590工作原理：
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，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1kΩ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1mV／K的电压信号。
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、补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便优点。
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。
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／电压和绝对／摄氏温标的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。
而运放A2的作用是把绝对温标转换成摄氏温标，给A2的同相输入端输入一个恒定的电压（如1．235V），然后将此电压放大到2．73V。
这样，A1与A2输出端之间的电压即为转换成摄氏温标，运放A3反相并放大５倍输送给A/D转换器。
图5
将AD590放入0℃的冰水混合溶液中，A1同相输入端的电压应为2.73V，同样使A2的输出电压也为2．73V，因此A1与A2两输出端之间的电压：
2.73－2.73＝0V即对应于0℃。
4.2电压放大器电路设计
传感器输出电压Ut一般比较小，需经过放大后才能进行A/D转换。
由于Ut数值比较小，还常常要包含有各种共模干扰信号，所以需要采用共模抑制比和增益均很高的低噪声测量放大器。
要构成一个测量放大器，可以由放大器或选择集成测量放大电路。
在图5中运算法大器A1、A2和A3构成测量放大电路，其中A1和A2为同相输入放大器，其输入阻抗要很高（大于10^9Ω），可获得很高的共模抑制比和低漂特性，A3为差动输入放大电路，利用运放“虚短”特性。
经分析可以得到整个放大电路输出电压为：
UO=（1+2R1/RW）（R3/R2）（Ut-UR）（3.2.1）
式（3.2.1）中，Ut为传感器输出电压，Ur为参考电压，它是有稳压二极管经电位器分
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