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使用和接地到热电偶

经过克里斯弗朗西斯|2015年10月23日

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我最近有因为在没有使用它们多年后再次看热电偶。虽然当您可以使用简单的IC或带有I²C或SPI接口的复杂IC测量温度时,它们似乎可能会有点旧时尚,但诸如ADIM DEVICES ADT7410,但热电偶仍然有其用途。例如,如果要测量1000°C或更大或更高或-200°C。

热电偶依赖于塞贝克效应,由此两个不同金属的连接产生电压。虽然这听起来很简单,但有几个问题。一个问题是,由结的时间的温度产生的电压不是绝对的,因为它被信号路径中的不同金属的其他连接部分被部分抵消,另一个问题是输出电压不是线性的。

第一个问题是由您需要将热电偶连接到您的系统并且更快或之后的事实引起的,您将最终将两个金属更改为另一种金属,可能是铜。该图说明了假设Chromel-Alumel(k)热电偶的问题。

热电偶图像-1

金属变为铜的程度是“冷端” - 标记为裁判在这个图中。重要的是,这两个点处于相同的温度,否则您将在系统中介绍一些不准确性。此外,您需要了解该点的温度,t裁判。如果是裁判与t的温度相同感觉那么你会看到没有电压 - 在t处产生的电压感觉将被T在T处产生的两个电压取消裁判要点。虽然你可以把t裁判在冰浴中的连接点以保持稳定的参考“冷结”温度,这不是一个非常实用的解决方案。大多数系统将简单地使用另一个温度测量方法来测量T裁判,这通常在“室温”或至少在电子电路的工作温度范围内,这可能不是T的情况感觉。

如果你想从电子器件中长途有很长的路,那么长线到电子设备需要也需要热电偶线,因为你需要能够测量铜线/ PCB轨道的变化的温度,这将是靠近您的电子产品。

T.裁判要点必须处于相同的温度以避免错误,因此将靠近并靠近任何电路测量冷端(或参考交界处)温度。诸如线性技术LTC2485的IC可以为您做一些这项工作 - 它结合了ADC(模拟到数字转换器)和温度传感器。您仍然需要从测量的电压和参考温度计算温度,并在软件中正确进行线性。

热电偶 - 图像-2

这提出了线性问题的问题。如果您对k型热电偶进行40.6μV/°C,那么您将在0°C至400°C的误差范围内最高为2.5°C。除非您对非线性度校正,否则其他热电偶类型可以在该温度范围内具有高达25°C的误差,并且在更大的温度范围内更正甚至更大的误差。所需校正通常使用查找表而不是多项式近似进行,因为它的处理器密集较少。

其他考虑因素是“哪种热电偶类型”?热电偶类型通常缩写为诸如K,J,T N等的字母。K型在有限范围内是常见的且合理的线性。有很多其他选择,可以在低温或高温下良好,其有些可用于2500°C或更多。因此,您需要测量的温度范围是重要的考虑因素。成本也可能是重要的,很重要 - 如果您需要长线到感测点,则会使用更昂贵的金属,这可能是昂贵的。另外,请记住每°C的输出电压。低输出将使您更容易受到噪音。虽然热电偶具有低阻抗,但由于输出电压低,因此它们仍然容易噪声。扭转电线一起有助于(用绝缘阻止它们触摸),如低通滤波,特别是去除50 / 60Hz电源拾取器。新的Microchip MCP9600是一个有趣的解决方案,因为它也校正了8种不同类型的热电偶非线性,并且具有I²C接口。

热电偶图像-3热电偶图像-3

帖子使用和接地到热电偶首先出现了模拟IC提示。


提交:模拟IC提示那技术+产品


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