熱電偶電路的應(yīng)用

圖4：集成了冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償?shù)腁DC，將熱電偶電壓轉(zhuǎn)換為溫度，無需外部元件。

表1：幾種常用的熱電偶類型。

表2：測量值取自不同烤箱內(nèi)的冷結(jié)點(diǎn)和熱結(jié)點(diǎn)溫度。冷結(jié)點(diǎn)溫度范圍：-40℃至+85℃，熱結(jié)點(diǎn)溫度保持在+100℃。

表3：測量值取自不同烤箱內(nèi)的冷結(jié)點(diǎn)和熱結(jié)點(diǎn)溫度。冷結(jié)點(diǎn)溫度范圍：-40℃至+85℃，熱結(jié)點(diǎn)溫度保持在+100℃。表中的熱結(jié)點(diǎn)測量值經(jīng)過補(bǔ)償。

表4：測量值取自不同烤箱內(nèi)的冷結(jié)點(diǎn)和熱結(jié)點(diǎn)溫度。冷結(jié)點(diǎn)溫度范圍：0℃至+70℃，熱結(jié)點(diǎn)溫度保持在+100℃。表中的熱結(jié)點(diǎn)測量值是電路提供的十進(jìn)制數(shù)字。

選擇冷結(jié)點(diǎn)結(jié)溫測量器件

為了實(shí)現(xiàn)冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償，必須確定冷結(jié)點(diǎn)溫度，這可以通過任何類型的溫度檢測器件實(shí)現(xiàn)。在通用的溫度傳感器IC、熱電調(diào)節(jié)器和RTD中，不同類型的器件具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行選擇。對于精度要求非常高的應(yīng)用，經(jīng)過校準(zhǔn)的鉑RTD能夠在很寬的溫度范圍內(nèi)保持較高精度，但其成本很高。精度要求不是很高時(shí)，采用熱敏電阻和硅溫度傳感器IC能夠提供較高的性價(jià)比，熱敏電阻比硅IC具有更寬的測溫范圍，而溫度傳感器IC具有更高的線性度，因而性能指標(biāo)更好一些。修正熱敏電阻的非線性會占用較多的微控制器資源。溫度感應(yīng)IC具有出色的線性度，但測溫范圍很窄。

因此，必須根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需求選擇冷結(jié)點(diǎn)溫度測量器件，需要仔細(xì)考慮精度、溫度范圍、成本和線性指標(biāo)，以便得到最佳的性價(jià)比。

查找表方法

一旦你建立了一種冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償?shù)姆椒?，補(bǔ)償輸出電壓必須轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度，一種簡單的方法是采用來自NBS的查找表。用軟件實(shí)現(xiàn)查找表需要存儲器來存儲，但是在需要連續(xù)不斷地進(jìn)行測試時(shí)，這些表提供了一種快速和準(zhǔn)確的解決方案。兩種用于將熱偶電壓轉(zhuǎn)換成溫度的其他方法需要不僅僅是查找表，這兩種方法是：使用多項(xiàng)式系數(shù)的線性近似值和熱電偶輸出信號的模擬線性化。

軟件線性值很流行，這是因?yàn)槌祟A(yù)先定義了的多項(xiàng)式系數(shù)以外，不需要存儲。這種方法的缺點(diǎn)是與多階多項(xiàng)式(multiple-order polynomial)相關(guān)的處理時(shí)間問題。對于更多階的多項(xiàng)式，處理時(shí)間進(jìn)一步增加。對于需要多次多項(xiàng)式的溫度測量應(yīng)用來說，查找表可能比線性近似值方法更有效且更準(zhǔn)確。

在軟件用來實(shí)現(xiàn)測量電壓到溫度(除了手動搜索查找表以外)的轉(zhuǎn)換之前，人們通常采用模擬線性化方法。這種基于硬件的方法使用模擬電路來修正熱偶響應(yīng)的非線性。其準(zhǔn)確性決定于采用近似修正的階數(shù)。這種方法依然廣泛應(yīng)用在那些接收熱偶信號的萬用表中。