1、流过器件的电流（μA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，
即：I T/T=1μA /K式中：IT—— 流过器件（AD590）的电流，单位μA。
T—热力学温度，单位 K。
2、AD590 的测温范围-55℃- +150℃。
3、 AD590 的电源电压范围为 4V-30V。电源电压可在 4V-6V 范围变化，电流 IT变化 1μA，
相当于温度变化 1K。AD590 可以承受 44V 正向电压和 20V 反向电压，因而器件反接也不会损坏。
4、输出电阻为 710MΩ。
5、精度高。AD590 共有 I、J、K、L、M 五档，其中 M 档精度最高，在-55℃～ +150℃范围内，非线形误差±0.3℃。
二 .AD590 的工作原理
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，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。其基本电路如图 4-3 所示。
图 4-3 AD590 内部核心电路
图 4-3 是利用 ΔUBE 特性的集成 PN 结传感器的感温部分核心电路。其中 T1、T2起恒流作用，可用于使左右两支路的集电极电流 I1 和 I2 相等；T3、T4 是感温用的晶体管，两个管的材质和工艺完全相同，但 T3 实质上是由 n 个晶体管并联而成，因而其结面积是 T4 的 n 倍。T3 和 T4 的发射结电压 UBE3 和 UBE4 经反极性串联后加在电阻R 上，所以 R 上端电压为 ΔUBE。因此，电流 I1 为：I1＝ΔUBE／R＝（KT／q）（lnn）／R
对于 AD590，n＝8，这样，电路的总电流将与热力学温度 T 成正比，将此电流引至负载电阻 RL 上便可得到与 T 成正比的输出电压。由于利用了恒流特性，所以输出信号不受电源电压和导线电阻的影响。图 3 中的电阻 R 是在硅板上形成的薄膜电阻，该电阻已用激光修正了其电阻值，因而在基准温度下可得到 1μA／K 的 I 值。
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图 4-4 AD590 内部电路
图 4-4 所示是 AD590 的内部电路，图中的 T1～T4 相当于图 3-3 中的 T1、T2，而T9，T11 相当于图 3-3 中的 T3、T4。R5、R6 是薄膜工艺制成的低温度系数电阻，供出厂前调整之用。T7、T8，T10 为对称的 Wilson 电路，用来提高阻抗。T5、T12 和T10 为启动电路，其中 T5 为恒定偏置二极管。
T6 可用来防止电源反接时损坏电路，同时也可使左右两支路对称。R1，R2 为发射极反馈电阻，可用于进一步提高阻抗。T1～T4 是为热效应而设计的连接防式。而C1 和 R4 则可用来防止寄生振荡。该电路的设计使得 T9，T10，T11 三者的发射极电流相等，并同为整个电路总电流 I 的 1／3。T9 和 T11 的发射结面积比为 8：1，T10和 T11 的发射结面积相等。
T9 和 T11 的发射结电压互相反极性串联后加在电阻 R5 和 R6 上，因此可以写出： ΔUBE＝（R6－2 R5）I／3
R6 上只有 T9 的发射极电流，而 R5 上除了来自 T10 的发射极电流外，还有来自T11 的发射极电流，所以 R5 上的压降是 R5 的 2／3。
根据上式不难看出，要想改变 ΔUBE，可以在调整 R5 后再调整 R6，而增大 R5 的效果和减小 R6 是一样的，其结果都会使 ΔUBE 减小，不过，改变 R5 对 ΔUBE 的影响更为显著，因为它前面的系数较大。实际上就是利用激光修正 R5 以进行粗调，修正 R6以实现细调，最终使其在 250℃之下使总电流 I 达到 1μA／K。
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三． 基本应用电路
图4-5AD590应用电路
图 4-5是 AD590 用于测量热力学温度的基本应用电路。因为流过 AD590 的电流与热力学温度成正比，当电阻 R1 和电位器 R2 的电阻之和为 1kΩ时，输出电压 V0 随温度的变化为 1mV/K。但由于 AD590 的增益有偏差，电阻也有偏差，因此应对电路进行调整，调整的方法为：把 AD590 放于冰水混合物中，调整电位器 R2，使 V0=273.2+25=298.2（mV）。但这样调整只保证在 0℃或 25℃附近有较高的精度。 四． 摄氏温度测量电路
如图 4-5 所示，电位器 R2 用于调整零点，R4 用于调整运放 LF355 的增益。调整方法如下：在 0℃时调整 R2，使输出 V0=0，然后在 100℃时调整 R4 使 V0=100mV。如此反复调整多次，直至 0℃时，V0=0mV，100℃时 V0=100mV 为止。最后在室温下进行校验。例如，若室温为 25℃，那么 V0 应为 25mV。冰水混合物是 0℃环境，沸水为 100℃环境。 五.多路检测信号的实现
本设计系统为八路的温度信号采集，而 MC14433 仅为一路输入，故采用 CD4051组成多路分时的模拟量信号采集电路，其硬件接口如图4-6 所示
图4-6 八路分时的模拟量信号采集电路硬件接口
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4.1.2 湿度传感器
测量空气湿度的方式很多，其原理是根据某种物质从其周围的空气吸收水分后引起的物理或化学性质的变化，间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。电容式,电阻式和湿涨式湿敏原件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的。下面 介绍 HS1100/HS1101 湿度传感器及其应用。 一、特点
不需校准的完全互换性，高可靠性和长期稳定性，快速响应时间，专利设计的固态聚合物结构，由顶端接触（HS1100）和侧面接触（HS1101）两种封装产品，适用于线性电压输出和频率输出两种电路，适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。 二、湿度测量电路
HS1100/HS1101 电容传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号，常有两种方法：一是将该湿敏电容置于运方与租蓉组成的桥式振荡电路中，所产生的正弦波电压信号经整流、直流放大、再 A/D 转换为数字信号；另一种是将该湿敏电容置于 555 振荡电路中，将电容值的变化转为与之成反比的电压频率信号，可直接被计算机所采集
频率输出的 555 测量振荡电路如图 4-7 所示。集成定时器 555 芯片外接电阻 R4、R2 与湿敏电容 C，构成了对 C 的充电回路。7 端通过芯片内部的晶体管对地短路又构成了对 C 的放电回路，并将引脚 2、6 端相连引入到片内比较器，便成为一个典型的多谐振荡器，即方波发生器。另外，R3 是防止输出短路的保护电阻，R1 用于平衡温度系数。
图 4-7、频率输出的 555 振荡电路
该振荡电路两个暂稳态的交替过程如下：首先电源 Vs 通过 R4、R2 向 C 充电，经 t 充电时间后，Uc 达到芯片内比较器的高触发电平，约 0.67Vs，此时输出引脚 3端由高电平突降为低电平，然后通过 R2 放电，经 t 放电时间后，Uc 下降到比较器的低触发电平，约 0.33Vs此时输出，此时输出引脚 3 端又由低电平突降为高电平，如此翻来覆去，形成方波输
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出。其中，充放电时间为
t 充电=C（R4+R2）Ln2 t 放电=CR2 Ln2
因而，输出的方波频率为
f=1/(t 放电+t 充电)=1/[ C（R4+R2）Ln2]
可见，空气湿度通过 555 测量电路就转变为与之呈反比的频率信号，表 4-1 给出了其中的一组典型测试值。
表 4-1、空气湿度与电压频率的典型值
S湿度 %RH 0 10 20 30 40 50
频率 HZ 7351 7224 7100 6976 6853 6728 湿度 %RH 60 70 80 90 100 频率 HZ 6600 6468 6330 6168 6033 三、多路检测信号的实现
本设计系统为八路的湿度信号采集，故采用 CD4051 组成多路分时的模拟量信号采集电路，其硬件接口如图 4-8 所示
图 4-8 八路分时的模拟量信号采集电路硬件接口
4.1.3多路开关
多路开关，有称“多路模拟转换器”。多路开关通常有 n 个模拟量输入通道和一个公共的模拟输入端，并通过地址线上不同的地址信号把 n 个通道中任一通道输入的模拟信号输出，实现有 n 线到一线的接通功能。反之，当模拟信号有公共输出端输入时 ，作为信号分
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