溫度補償電路設計論文

導語：溫度補償電路設計論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1超聲波測量距離的誤差原因

（1）工作頻率的影響。超聲波傳送中能量的損耗與頻率的平方成正比。頻率太高，超聲波傳送距離受到一定限制，但是頻率越高，傳感器尺寸要求就越小，易于制造；而且頻率越高，波長越短，對被測物的分辨率越高。綜合以上各個因素，系統工作頻率取40kHz。

（2）指向角的影響。指向角是影響測量分辨率的一個重要因素，它與工作波長，傳感器半徑的關系為：指向角θ越小，分辨率越高，但要求傳感器半徑r越大，制造越難。

（3）溫度的影響。超音波的測量距離s=Vt/2，其中t由系統單片機計時，精度很高，但超音波在空氣傳播的速度V會受到溫度、濕度、粉塵、氣流等很多因素的影響，通過實驗比較分析發現：溫度對超音波的傳播速度影響最嚴重，可見溫度引起的測量誤差十分大，不可忽視，必須采取措施來改善，正因為如此本文設計了基于AD590在超聲波測距儀的溫度補償電路，改善了溫度引起的測量誤差，保證了測量儀的測量精度。

2AD590的特性及應用

本設計中采用美國生產的AD590的感溫器，利用了它輸出電流與絕對溫度成比例的特性，而且精度很高（僅為±0.3℃），它的高阻抗特性保證了它受負載的影響很小，同時AD590可以通過CMOS多路切換實現多路復用。AD590適用溫度范圍廣（-55℃～150℃），工作電壓范圍也廣（4～30V），它是一個低成本單片集成兩端感溫恒流源，應用中不要再附加線性處理電路，放大電路等其它支持電路，總之基于AD590線性好，精度高，價格低等突出特性我們選擇了它。AD590的引腳及使用方法：AD590有3個的引腳，一般只用兩個（+-兩引腳）第三個引腳一般接外殼起到屏蔽作用來。在下面AD590的使用連接圖中，AD590的輸出電壓值與溫度的關系分析。

3溫度補償電路設計

基于此我們設計的溫度補償電路：電路基本設計思路：為了保證I的線性度好，在檢測電壓時不能分流，因此使用電壓跟隨器其輸出電壓V2等于輸入電壓V，即AD590的輸出電壓。考慮到電路中電抗對電源的影響，電源會帶有雜波，從而影響AD590的輸出電壓，因此使用齊納穩壓二極管取得一個相對穩定的電壓，通過可變電阻分壓取出一個穩定的參考電壓2.73V。我們把來自AD590的輸出電壓與穩定的參考電壓2.73V分別通過差動放大器的+-端輸入，差動放大器輸出Vo為（100K/10K）×（V2-V1）=T/10，假設環境溫度為攝氏20℃，輸出電壓就為2V，就得到一個隨溫度變化而線性變化的電壓。輸出電壓接AD轉換器，那么AD轉換輸出的數字量就和攝氏溫度成線形比例關系。系統溫度采集流程為：初始化→數據操作→讀溫度→輸出，基本流程如下溫度采集子程序。在計算距離時進行了溫度的補償設計。

4實驗結果

如果系統沒有采用溫度補償措施，測量的結果誤差很大，如果采用了本設計的溫度補償電路，則測量的結果誤差大大的減少，完全達到實際測量的精度要求。

5結束語

如果采用了基于AD590在超聲波測距儀的溫度補償電路設計，誤差大大減小，誤差最大2.5%，誤差一般在毫米級，最多也控制在厘米級，測量精度得以大大提高，,基本上可以滿足測量要求。本系統常溫下測量精度較高、反應速度快、同時有強的抗干擾能力。還可推廣應用于各種水文液位測量、障礙物的識別以及車輛自動導航等領域,因此具有廣闊的應用前景。

作者:王群單位:湖南汽車工程職業學院