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

1.3 热电偶测量和冷端补偿 (CJC)

如前所述，热电偶会产生一个同热电偶结点与连接到等温块冷端的引线之间的温差相关的电压（请参阅图 1-1）。但是，热电偶产生的电压是非线性的，具体取决于冷端的温度。为了根据冷端温度准确地确定热电偶结温，需要冷端补偿。

对于冷端补偿，热电偶的引线必须处于相同的已知温度。在热电偶测量系统中，采用冷端块将热电偶引线连接到 ADC 测量。该冷端块会让两根热电偶引线保持相同温度，通常是由具有热电容的大金属块制成的连接器。在某些应用中，可能只需要尽可能增大 PCB 结点周围的覆铜面积，从而在金属填充的顶层和底层之间进行连接分层。由于气流可能会影响温度，因此可能需要在冷端块周围安装外壳。

冷端块的精确测量温度可用作冷端的基准温度。此基准测量通常通过二极管、热敏电阻或 RTD 进行。如果已知 TCJ 处的基准温度，则可根据热电偶电压计算 TTC 处的热电偶温度。将 TCJ 纳入考量的过程称为冷端补偿，因为通常假设 TCJ 为低温。

在设置冷端温度的典型方法中，热电偶的引线放置在冰浴中，从而确保基准温度为 0°C。但是，在大多数系统中，冷端温度是用 RTD 或热敏电阻等器件单独测量的。

测量基准温度后，即可确定该温度（相对于 0°C）对应的热电偶电压，然后将此电压与热电偶引线上测得的电压相加。该补偿提供了在 TCJ 处于 0°C 时本应产生的电压。请注意，参考 NIST 图表时需要该电压，因为图表值是相对于 0°C 指定的。

热电偶电压与温度呈非线性关系。所以，不能简单地将冷端的温度与根据热电偶电压计算的温度相加。要准确确定热电偶温度，正确的方法是：

  1. 将冷端温度 (TCJ) 转换为电压 (VCJ)
  2. 将冷端电压与测量到的热电偶电压相加 (VCJ + VTC)
  3. 将冷端电压与热电偶电压之和转换为热电偶温度 (TTC)

用于根据热电电压确定热电偶温度的转换表和多项式方程可在 NIST 网站（网址为 http://srdata.nist.gov/its90/menu/menu.html）上找到。