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

1.4.6 烧毁检测

如果热电偶发生故障或烧毁，系统设计人员可能希望获得某种表明发生了这种情况的指示。开路传感器的满量程 ADC 读数可用于帮助确定该情况。此测量可能是正常测量的一部分，或者系统可能需要临时测量作为定期检查。

热电偶偏置方法可实现自动烧毁检测。例如，通过从每根热电偶引线连接到任一电源的电阻进行热电偶偏置时，即可实现烧毁检测（如图 1-9 所示）。如果热电偶完好无损并产生小电压，小电阻电流会将热电偶保持在直流偏置点。如果热电偶烧毁并变为高阻抗，电阻会将每根引线的电压拉至任一电源轨。这会导致 ADC 输入大于满量程范围，并导致 ADC 给出满量程读数（16 位 ADC 为 7FFFh）。同样，为克服 ADC 的输入偏置电流，电阻应足够小。

GUID-3BDE9497-10D0-4272-9FA7-AABEAC30F2E6-low.gif图 1-9 使用电阻偏置进行烧毁检测

在不同的热电偶偏置方法中，可能并没有上拉电阻来支持烧毁测量。许多精密 ADC 包括烧毁电流源 (BOCS)，其中使用电流源在正模拟输入端进行上拉，而使用电流阱在负模拟输入端进行下拉，如图 1-10 所示。这些电流源用于在烧毁情况下拉开热电偶的正极和负极引线。即使热电偶仅由直流源（例如基准电压或 VBIAS 线路）从一端进行偏置，这也很有用。正烧毁电流源会将正引线拉到足够高，以便 ADC 的读数为正满量程读数。

GUID-63E2178F-E35B-4A24-BA3B-5652F6A2F88F-low.gif图 1-10 使用 BOCS 进行烧毁检测

通常，使用 BOCS 进行的烧毁测量应该是与正常温度测量不同的测量。当热电偶未烧毁时，使用 BOCS 可能会引起错误。额外的电流可能会导致传感器自发热。此外，ADC 的前端通常有 RC 滤波器。由于 BOCS 由器件提供，因此从 BOCS 流出的额外电流会在流经串联滤波电阻时产生误差电压。

启用 BOCS 进行烧毁测量时，请确保在两次测量之间有额外的时间进行电压设置。在烧毁和温度测量中，滤波器电容可能需要一些时间来实现电压稳定。