介紹
熱電偶是用于測量溫度的簡(jiǎn)單，廣泛使用的元件。本文提供了熱電偶的基本概況，介紹了遇到當發(fā)言權設計共同的挑戰，并提出兩種信號調理解決方案。地衣個(gè)解決方案結合在一個(gè)單一的模擬IC為了方便和易于使用的兩個(gè)參考接合點(diǎn)補償和信號調理;第二溶液分離信號調節所述參考接合點(diǎn)補償，以提供數字輸出溫度感測與更大的靈活性和準確性。
熱電偶理論
熱電偶，如圖1所示，由不同的金屬的兩根導線(xiàn)的一端連接在一起，稱(chēng)為測量（“熱”）交界處。在另一端，如電線(xiàn)不接合，被連接到信號調節電路跡線(xiàn)，典型地由銅制成。熱電偶和銅走線(xiàn)之間的金屬結被稱(chēng)為參考（“冷”）接合點(diǎn)。*
圖1
圖1.熱電偶。
*我們使用術(shù)語(yǔ)“測量結”和“參比端”，而不是傳統的“熱結”和“冷端”。傳統的命名系統可能會(huì )造成混淆，因為在許多應用中測量結可以比基準結冷。
在基準結產(chǎn)生的電壓在這兩種測量結和基準結取決于溫度。由于熱電偶是一種差分器件而不是覺(jué)對溫度測量裝置，參比端溫度必須宣誓已知覺(jué)對要獲得精que的溫度讀數。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為補償參比端（冷端補償）。
熱電偶已成為一個(gè)廣泛的溫度范圍內合理準確的成本效益的測量的行業(yè)標準方法。它們在各種應用到鍋爐，熱水器，微波爐，和飛機大約+ 2500℃引擎-僅舉幾個(gè)使用。的#流行的熱電偶是K型，由Chromel®和Alumel®的（商標含鎳鉻合金，和鋁，錳和硅，分別），具有-200℃至+ 1250℃。測量范圍
為什么使用熱電偶？
優(yōu)點(diǎn)
溫度范圍：#實(shí)用的溫度范圍，從低溫到噴氣發(fā)動(dòng)機排氣，可以使用熱電偶服務(wù)。根據所使用的金屬線(xiàn)，熱電偶能夠在范圍-200℃的測量溫度到+ 2500℃。
樂(lè )百氏：那熱電偶堅固的設備是免疫的沖擊和振動(dòng)，并適合是對在危險環(huán)境中使用。
快速反應：因為它們體積小，具有熱容量低，熱電偶迅速響應溫度變化，尤其是F中的傳感結暴露。他們可以響應快速變化的溫度在幾百毫秒。
無(wú)自發(fā)熱：由于熱電偶requir無(wú)勵磁電源，他們不是財產(chǎn)自發(fā)熱和有本質(zhì)安全。
缺點(diǎn)
復雜的信號調理：大量的信號調理是必要的熱電偶電壓讀數轉換成可使用的溫度。傳統上，信號調理也需要大量投資在我的設計，Degrad準確性引入誤差避免。
精度：除了熱電偶，由于開(kāi)發(fā)商的冶金性能所固有的不準確性，熱電偶測量只測量可以是參考接合點(diǎn)溫度準確，傳統上在1℃至2℃。
敏感性腐蝕：因為熱電偶兩種不同金屬的consis，在某些環(huán)境中的腐蝕隨著(zhù)時(shí)間的推移可能惡化的結果精que度。 HENC，它們可能需要保護;和護理和保養是必不可少的。
對噪聲敏感：從電場(chǎng)和磁場(chǎng)測量毫伏級信號變化，雜散噪聲可能是一個(gè)問(wèn)題。大大扭轉熱電偶導線(xiàn)可減少對磁場(chǎng)皮卡。使用屏蔽電纜或在金屬導管運行線(xiàn)和防護可降低皮卡電場(chǎng)。在測量裝置提供不應該信號濾波，無(wú)論是在硬件或軟件，具有很強的排斥線(xiàn)頻率（50赫茲/ 60赫茲）和它的諧波。
因為電壓信號很小，信號調理電路一般需要大約100個(gè)左右，相當簡(jiǎn)單的信號調節的聯(lián)網(wǎng)系統。有什么可以更困難的是區分噪聲拿起熱電偶導線(xiàn)的實(shí)際信號。熱電偶引線(xiàn)較長(cháng)，并通過(guò)電噪聲通常環(huán)境中運行。上引線(xiàn)拿起噪聲容易壓垮微小的熱電偶信號。
常用的兩種方法被組合以提取噪聲信號。地衣種方法是使用一個(gè)差動(dòng)輸入放大器，如儀表放大器，放大信號。由于大部分的噪音出現在兩個(gè)導線(xiàn)（普通模式），測量差分消除它。第二個(gè)是低通濾波，這消除了帶外噪聲。低通濾波器不應該刪除這兩個(gè)射頻干擾（1 MHz以上），這可能在放大器和50赫茲/ 60赫茲（電源）哼原因整改。重要的是要放置提前放大器的射頻干擾濾波器（或使用經(jīng)過(guò)濾的輸入的放大器）。 50赫茲/ 60-Hz濾波器的位置往往不是關(guān)鍵，它可以與RFI濾波器組合，放置在放大器和ADC之間，合并為一個(gè)Σ-ΔADC的一部分，也可以在軟件編程或平均濾波器。
冷端補償：熱電偶的參比端的溫度必須發(fā)誓知要獲得精que的覺(jué)對溫度讀數。是熱電偶當地衣次使用時(shí)，是這樣的通過(guò)保持基準結在冰浴中進(jìn)行。圖2描述了與在一個(gè)未知的溫度一端，并在冰浴中的另一端（0℃）的熱電偶電路。這種方法用來(lái)詳盡表征各種熱電偶類(lèi)型，從而將幾乎所有的熱電偶表都使用0°C作為參考溫度。
注明，三暢儀表文章均為原創(chuàng )，轉載請標明本文地址http://www.meneki-ryoku.net/wendu/2339.html
