关于AD590数字温度计实验中电压表读数为负值的研究

根据AD590的温度特性，在利用其设计的数字温度计的大学物理实验中，有部分学生的电压表出现了示数值为负值的情况。针对这一现象，本文从电位的角度进行了分析，找出了出现负值的具体原因，为顺

AD590 集成电路温度传感器是由美国Analog-Devices 公司利用PN 结正向电流与温度的关系研制开发的电流输出型两端温度传感器，它具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、动态阻抗高、抗干扰能力强和可远距离测温等优点[1]，具有广泛的应用，因此实验室特开设了题为“AD590 特性测量及应用研究”实验项目，希望学生能够加深对AD590 的了解和认识。

2. 实验原理 利用AD590 进行数字温度计实验，是使用其电流与温度有关系的特性，即当在AD590 两端加有一定直流工作电压时，其输出电流会受到温度的影响，具体满足如下关系： IBAθ=+ 上式中，I 为AD590 输出的电流，单位为μA；θ 表示AD590 所处环境的摄氏温度；A 为0℃时的AD590 输出的电流值；B 为斜率， 为简化温度与电流的关系式， 因此在设计制作AD590 时要求B = 1 μA/℃， 即温度每升高或降低1℃，传感器的输出电流增加或减少1 μA。

利用AD590 温度传感器的上述特性，采用非平衡电桥线路，可以设计制作一台数字式摄氏温度计， 即当B = 1 μA/℃，AD590 器件在0℃时，电压显示值为“0”mV，而当AD590 器件处于θ℃时，电压显示值为“θ”mV。

3. 实验内容[2] 利用AD590 设计并组装一台测温范围为0~60℃数字式温度计，具体过程如下： 1) 按图1 连接线路，按照AD590 的工作原理，需保证接线时，使AD590 正极接电路中高电位，负极接电路中低电位。

2) 当B = 1 μA/℃时，为了使温度变化1℃时，电压变化1000 Ω × 1 μA = 1 mV，因此选择R1 = R2 = 1000 Ω。确定输出电源电压的大小，保证在整个测温范围内AD590 均工作在线性段。

3) 实际使用AD590 时，B 值大小约等于1 μA/℃，为使温度变化1℃，电压变化1 mV 需要根据B值大小修正R1、R2，R1 = 1000/B，R2 = 1000 Ω。

4) 将AD590 置于冰水混合物中，使其温度为0℃，调节比较臂电阻R3 的大小，使电桥平衡，即电压表示数为0 mV。至此，数字式温度计设计完成。

5) 将实验中使用的智能加热器温度设定为60℃， 待温度稳定后读取加热器显示的温度值及数字式温度计示数值，即电压表示值，修正系统误差。