数字温度计

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数字温度计

一、设计任务

设计一个测试温度范围为0～100℃的数字温度计。

二、提示

数字温度计一般由温度传感器、放大电路、模数转换、译码显示等几个部分组成。图5.1是数字温度计的原理图。

温度传感器

放大电路A/D变换器

译码器显示器



图5.1数字温度计的原理图

（1）温度传感器

温度是最普通最基本的物理量，用电测法测量温度时，首先要通过温度传感器将温度转换成电量，温度传感器有热膨胀式（双金属元件和水银柱开关），温差电势效应电压式（热电偶），电阻效应式电阻温度计（有铂、镍及镍铁合金和热敏电阻）。半导体感受式（测温电阻、二极管和集成电路器件如AD590）。

AD590是一种单片集成的两端式温度敏感电流源，它有金属壳，小型的扁平封装芯片和不锈钢等几种封装方式，它是一个电流源，所流过电流的数值（μA级）等于绝对温度（Kelvin）的变数，其激励电压可以从+4V～+30V，适用的温度范围从-55℃～+110℃。图5.2是它的应用示例图。


+15V

AD590

+-

2#

IF

RF50K

I2I1

1#

R2R150K50K

+

AD590

-

R350K

(T1-T2)50mV/℃

VO

-15V

图5.2 AD590应用示例



（2）温度的测量

在测量温度时，AD590往往要接到需要电压输入的系统中，图5.2是用两个AD590和一个运算放大器进行温度测量的基本电路，其输出电压VO=（T1-T2）50mv/℃，若T2=0℃，则为待测温度，当T1=T2时，由于AD590之间的失配或者有小的温度差，用电阻R1和R2能够调掉偏置。 （3）温度的数字显示

运算放大器输出电压需经A/D变换、译码器送至数码管显示。应注意显示的温度数值与电压之间的换算关系。

三、设计要求

（1）查阅资料选择温度传感器。

（2）设计温度测量电路（确定温度与电压之间的转换关系）。 （3）设计温度显示电路（显示的数字应反映被测量的温度）。 （4）画出数字温度计电路图，读数范围0～100℃，读数稳定。

四、提供器材

（1）温度传感器AD590等。 （2）运算放大器μA741 1片。 （3）模数转换器ADC0809 1片。

（4）译码器：（自选）需将二进制数转换成BCD码。

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