基于AD的一种流量测量法

基于AD590的一种流量测量法摘要：介绍了采用集成温度传感器AD590通过测量两点温度差测量流量的方法和实现电路。关键词：AD590；温度传感器；温度差测量；流量测量1、AD590简介：AD590是一种价格低廉高精度的温度传感器，具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点。因此AD590的应用范围很广。其测量温度范围为：-55℃—+150℃。它只有两个引脚接入电路。它有很高的输出阻抗（R。10MΩ）。AD590是电流输出型器件：Iout=Ci×T（1）式中电流温度系数Ci=1μA/K，T为绝对温度值，T的单位为K。AD590供电直流电压范围：4V—30V，在直流电源电压大小有微小波动时，输出电流几乎不变。2、采用AD590的温差测量电路图1图1为采用AD590的温差测量电路。据公式（1），图中两个AD590的输出电流为：I1=Ci×T2(2)I2＝Ci×T2(3)由节点电流法可知，对Ｂ点有Ｉ3=I2-I1=Ci(T2-T1)(4)由上式可见，I3与两点温度差成正比。图中电位器R2用于调零，即补偿运放AD707的失调电流，保证在当T1=T2时，I4=0,而当21TT时，I4=Ｉ3=I2-I1=Ci(T2-T1)(5)330IRU(6)综合（1）（2）（3）（4）（5）得：Ｕ00＝Ｃi×R3(T1-T2)=1(μA/K)×10KΩ×（T1-T2）=（T1-T2）×（10mV/K）(7)=（t1-t2）×（10mV/℃）(8)3、采用AD590的流量测量电路图2在管道中间放置热源加热器（功率恒定），促使被测流体的温度升高。当流体静止时，沿管道轴向的温度场分布是对称于热源的。两个AD590对称于热源在轴线上放置。当流体流动时，沿管道轴向的温度场分布的对称性被扰动而破坏，使热源前端温度低于热源后端的温度，这就是产生一个温度差⊿T，有公式G=TCPP（9）其中G为被测流体的质量流量kg/s；P为加热器的恒定加热功率；PC为定压比热；⊿T为加热器前后端的温度差值。该流量计的测量电路部分可等效为图（a）⊿T=T1-T2（9）由(8)(9)式得：G=03UCRPCPi（10）（用恒定功率P加热器，则P、Ci、R3、CP已知，又由U0电压读数，即可知被测流体的质量流量G）。由于被测G与电压U0不是线性关系，而是一个反比关系，在U0输出处加除法电路可消除非线性误差。图（c）图（c）中，虚线所围部分是除法运算电路利用虚地的概念有0R562RUUN(UN是直流标准电压，是确定的一个值)由乘法器的功能可以知道：U2=KU1U0因此U1=-KUURRN1056U1反相放大器后输出电压U由电路知识知：U=-085618URKRURRURRNff（11）由式（10）（11）有被测系统的质量流量G=UURRCRKRRPCNfPi6853（12）令K0=NfPiURRCRKRRPC6853则G=K0×U被测质量流量G与电压U成正比。上述即为基于温度差的一种流量测量法。