ZHCACG7A september   2018  – march 2023 ADS1118 , ADS1119 , ADS1120 , ADS112C04 , ADS112U04 , ADS1146 , ADS1147 , ADS1148 , ADS114S06 , ADS114S06B , ADS114S08 , ADS114S08B , ADS1219 , ADS1220 , ADS122C04 , ADS122U04 , ADS1246 , ADS1247 , ADS1248 , ADS124S06 , ADS124S08 , ADS125H02 , ADS1260 , ADS1261 , ADS1262 , ADS1263

 

  1.   热电偶测量基本指南
  2.   商标
  3. 1热电偶概述
    1. 1.1 塞贝克电压
    2. 1.2 热电偶类型
      1. 1.2.1 常见热电偶金属
      2. 1.2.2 热电偶测量灵敏度
        1. 1.2.2.1 根据温度计算热电电压
        2. 1.2.2.2 根据热电电压计算温度
      3. 1.2.3 热电偶结构
      4. 1.2.4 容差标准
    3. 1.3 热电偶测量和冷端补偿 (CJC)
    4. 1.4 设计说明
      1. 1.4.1 确定热电偶工作范围
      2. 1.4.2 偏置热电偶
      3. 1.4.3 热电偶电压测量
      4. 1.4.4 冷端补偿
      5. 1.4.5 转换为温度
      6. 1.4.6 烧毁检测
  4. 2热电偶测量电路
    1. 2.1 使用上拉和下拉偏置电阻进行热电偶测量
      1. 2.1.1 原理图
      2. 2.1.2 优缺点
      3. 2.1.3 设计说明
      4. 2.1.4 测量转换
      5. 2.1.5 通用寄存器设置
    2. 2.2 使用连接到负极引线的偏置电阻进行热电偶测量
      1. 2.2.1 原理图
      2. 2.2.2 优缺点
      3. 2.2.3 设计说明
      4. 2.2.4 测量转换
      5. 2.2.5 通用寄存器设置
    3. 2.3 使用用于传感器偏置的 VBIAS 和上拉电阻进行热电偶测量
      1. 2.3.1 原理图
      2. 2.3.2 优缺点
      3. 2.3.3 设计说明
      4. 2.3.4 测量转换
      5. 2.3.5 通用寄存器设置
    4. 2.4 使用用于传感器偏置的 VBIAS 和 BOCS 进行热电偶测量
      1. 2.4.1 原理图
      2. 2.4.2 优缺点
      3. 2.4.3 设计说明
      4. 2.4.4 测量转换
      5. 2.4.5 通用寄存器设置
    5. 2.5 使用 REFOUT 偏置和上拉电阻进行热电偶测量
      1. 2.5.1 原理图
      2. 2.5.2 优缺点
      3. 2.5.3 设计说明
      4. 2.5.4 测量转换
      5. 2.5.5 通用的寄存器设置
    6. 2.6 使用 REFOUT 偏置和 BOCS 进行热电偶测量
      1. 2.6.1 原理图
      2. 2.6.2 优缺点
      3. 2.6.3 设计说明
      4. 2.6.4 测量转换
      5. 2.6.5 通用寄存器设置
    7. 2.7 使用双极电源和接地偏置进行热电偶测量
      1. 2.7.1 原理图
      2. 2.7.2 优缺点
      3. 2.7.3 设计说明
      4. 2.7.4 测量转换
      5. 2.7.5 通用寄存器设置
    8. 2.8 冷端补偿电路
      1. 2.8.1 RTD 冷端补偿
        1. 2.8.1.1 原理图
          1. 2.8.1.1.1 设计说明
          2. 2.8.1.1.2 测量转换
          3. 2.8.1.1.3 通用寄存器设置
      2. 2.8.2 热敏电阻冷端补偿
        1. 2.8.2.1 原理图
        2. 2.8.2.2 设计说明
        3. 2.8.2.3 测量转换
        4. 2.8.2.4 通用寄存器设置
      3. 2.8.3 温度传感器冷端补偿
        1. 2.8.3.1 原理图
        2. 2.8.3.2 设计说明
        3. 2.8.3.3 测量转换
        4. 2.8.3.4 通用寄存器设置
  5. 3总结
  6. 4修订历史记录

2.1.3 设计说明

测量电路需要：

  • 上拉和下拉电阻
  • AINP 和 AINN 输入
  • 内部基准或外部电压基准
  • 等温冷端连接和测量

图 2-1 展示了常见的热电偶偏置方法。通过将匹配电阻连接到热电偶的任一引线，即可设置输入信号的直流偏置。第一个电阻将热电偶的正极引线拉至 AVDD，第二个电阻将热电偶的负极引线拉至 AVSS。由于测得的热电偶电压很小，偏置电流可以近似为电源电压除以两个偏置电阻的值。如果电阻匹配，则热电偶电压会偏置到模拟电源的中点。将偏置设置到电源的中点附近可确保输入电压处于 PGA 的输入范围内。请参阅 ADC 数据表，了解特定的 PGA 共模和绝对输入范围。

较大的电阻值可减少流经热电偶和热电偶引线的电流量。与长阻性引线相互影响的偏置电流会产生额外的电压，该电压会被 ADC 测量为误差电压。但是，偏置电流必须足够大，使电阻电流明显大于 ADC 的输入电流。如果偏置电流很小或接近 ADC 输入电流电平，则热电偶的直流偏置会从电源的中点偏移。偏置电阻值通常为 500kΩ 至 10MΩ。

测量中的另一个误差来自 ADC 的输入电流。当 ADC 输入电流与串联输入滤波电阻以及输入多路复用器的任何相关串联电阻相互影响时，还会出现额外的电压误差。由于无法消除此电流，因此选择具有低输入电流的 ADC 并计算该误差对测量结果的影响非常重要。

偏置电阻也用于烧毁测量。在热电偶烧毁的情况下，正输入被拉至 AVDD，而负输入被拉至 AVSS。这会在模拟输入端产生一个大电压，使 ADC 超出范围。如果 ADC 超出范围，则 ADC 值的读数将为 7FFFh（假设是 16 位双极 ADC），显示满量程读数以指示热电偶烧毁。为了确保 ADC 报告满量程读数，请验证偏置电阻是否足够低，以便这些电阻能够拉动 ADC 的输入偏置电流，并产生大于输入满量程电压的电压。由于偏置电阻始终就位，因此不需要单独的烧毁测量。

除非冷端温度为 0°C，否则应进行单独的冷端测量。该测量可以通过几种不同的方法完成：使用 RTD、经过校准的热敏电阻或各种集成电路温度传感器。