凡亿教育-苏苏
凡事用心,一起进步
打开APP
公司名片
凡亿专栏 | 热电偶测温设计
热电偶测温设计

1.什么是热电偶所谓热电偶是指由两种不同材质的金属导体构成的温度传感器。,主要用于工业行业的热电偶具有其特点:
①响应速度快。
②可进行-200℃到 1700℃之间大范围的温度测量。
③可对特定点和小空间进行温度测量。
④由于温度信息可检测为电信号(热电动势),信息的处理和分析非常便利。
⑤价格低廉,易购买2.热电偶的原理1821年德国科学家塞贝克(T.J Seebeck)发现:当连接两种不同金属,并对两端的接点施加不同温度时,金属之间会产生电压并有电流通过。这一现象以发现者的名字命名为“塞贝克效应”。该回路中生成电流的电力被称为热电动势(Thermoelectromotive force),其极性和大小仅由两种导体的材质和两端之间的温度差决定。4cda2deab3607f30f445a4afa4135a.jpg  
  利用前面所说的塞贝克效应,热电偶工作原理为其凭借2种不同金属的接合处(测温接点)T1与热电偶显示仪表接点(基准接点)T0之间的温度差T,从而产生电压。使用热电偶测量温度时,显示仪表会测量该电压。ef398d010fd0b86ee773c13d7f0020.jpg

3、热电偶的应用热电偶可以直接输出电压信号,因此可以直接用AD进行采集。但一般热电偶信号都比较小,需要先进行放大处理。目前有很多专门用于热电偶采集的芯片,下面就来简单介绍几种。MAX6675MAX6675是一款K型热电偶专用的AD转换器,其内部集成了冷端温度补偿、线性校正、断线检测等功能。采用SPI接口,使用非常方便。

27fa26ccd4449882bd9e274f1bf37b.jpg

其内部结构如下,可以看到,芯片内部集成了运算放大器和ADC。使用时,用户只需要通过SPI接口读取相应的寄存器即可。

c52582fba6f17881c502a9bb8d7b02.jpg

该芯片使用非常方便,但有个缺点就是只能使用某一种热电偶,无法做到通用。如果需要更高级的,可以选择MAX31855,该芯片支持K、J、N、T或E型热电偶。AD7793

AD7793是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟前端,内置PGA、基准电压源、时钟和激励电流,从而大大简化了热电偶系统设计。

AD7793提供一种集成式热电偶解决方案,可以直接与热电偶接口。冷结补偿由一个热敏电阻和一个精密电阻提供。该电路只需要这些外部元件来执行冷结测量,以及一些简单的R-C滤波器来满足电磁兼容性(EMC)要求。如下图:

fc66f16c2149e7ebde34f05cecc7a5.jpg
AD7793片上集成的偏置电压发生器偏置热电偶信号,使其共模电压为AVDD/2,确保以相当大的裕量满足输入电压限值要求。该电路适用于不同类型的热电偶,可根据温度的测量范围及热电偶类型来设置内部PGA的放大倍数,以达到最佳效果。用户需要根据不同类型热电偶的温度与电压对照表,在程序中通过查表等方式可计算出温度。类似于AD7793的这种芯片很多,如AD7124、ADS1118、ADS1220等都可以用于热电偶测量。
上面介绍的两种都是集成芯片的解决方案,如果对成本比较敏感,可以选择用运放搭建放大电路用MCU内部AD实现热电偶信号采集。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表凡亿课堂立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。
相关阅读
进入分区查看更多精彩内容>
精彩评论

暂无评论