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

2.3.3 设计说明

测量电路需要：

  • 连接到热电偶正极引线的单个上拉电阻
  • 启用连接到热电偶负极引线的 VBIAS 电压
  • AINP 和 AINN 输入，以及用于 VBIAS 连接的 AINx 连接
  • 内部基准或外部电压基准
  • 等温冷端连接和测量

在许多精密 ADC 中，偏置电压发生器为热电偶等非偏置传感器提供直流输入电压。该 VBIAS 电压可通过连接到 ADC 输入引脚的多路复用器连接到传感器。对于大多数器件，该 VBIAS 可设置为 (AVDD – AVSS) / 2 的电压。这样便可提供一个 1/2 Vs 电压以用于将传感器偏置设置为 PGA 输入范围的中间值。

可将单个上拉电阻连接到热电偶正极引线以进行烧毁检测。在热电偶烧毁的情况下，负极引线仍设置为 1/2 Vs，而正极引线上拉至 AVDD。与先前的设计一样，为保持较低的偏置电流，上拉电阻通常较大。与热电偶引线电阻相互影响的任何偏置电流都会在测量中引起的误差。但是，偏置电流必须足够大，才能压制 ADC 输入电流。如果存在烧毁情况，上拉电阻必须能够将正模拟输入拉高至高于 VBIAS 的足够电平，以便提供 ADC 满量程读数（假设使用 16 位双极 ADC，此读数为 7FFFh）。

与先前的拓扑一样，为保持较低的偏置电流，偏置电阻必须很大。与热电偶阻性引线相互影响的偏置电流会被测量为误差电压。此外，ADC 输入电流与串联输入滤波电阻和多路复用器电阻相互影响，从而产生另一个测量误差。

虽然可以将 VBIAS 直接连接到测量负输入端（AIN1，通过 ADC 多路复用器），但这种特殊配置可能不会产生精确的结果。偏置电流从上拉电阻流经热电偶，流入输入端，最后灌入 VBIAS 连接。与串联滤波电阻（以及输入多路复用器中的任何串联电阻）相互影响的偏置电流会导致测量中出现显著误差。在图 2-3 所示的配置中，VBIAS 从一个外部引脚驱动热电偶引线，从而使偏置电流绕过输入滤波电阻。

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。