温度传感器AD590文献翻译

温度传感器AD5901特征引脚设计图线性电流输出：1μA/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1μA/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是输出298.2μA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(1.5mWs@5V@+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改变的到10V只引起1μA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。1AnalogDevices,Inc,1997http//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+44-20±200-55+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)298．21±5．0±10±3．0±1．5±0．1±0．1400．50．20．11002010298．21±2．5±5．5±2．0±0．8±0．1±0．1400．50．20．11002010μAμA/K℃℃℃℃℃℃μA/VμV/VμA/VpFμspA封装选择TO-52平板包装AD590JHAD590JFAD590KHAD590KF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maxAD590Mmin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+44-20±200-55+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)298．21±1．0±3．0±1．6±0．4±0．1±0．1400．50．20．11002010298．21±0．5±1．7±2．0±0．3±0．1±0．1400．50．20．11002010μAμA/K℃℃℃℃℃℃μA/VμV/VμA/VpFμspA封装选择TO-52平板包装AD590LHAD590LFAD590MHAD590MF温度值转换方程AD590有60μ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2AD590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)(Inr)。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。器件的总电流变成了线性电流的倍数。参见图3AD590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1μA/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９、４和２是接地的；用于华氏温度的插脚４和２被断开的。上述结构输出1°C或1°F的三位显示，除非在–55°C到+125°C的温度范围内绝对精度不超过±2.0°C，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AD5