ZHCAEO4 November 2024 OPA186 , OPA206 , OPA210 , OPA2210 , OPA328 , OPA391 , OPA928
只要两个不同的金属连接在一起,就会形成热电偶。热电偶会产生与温度成正比的较小直流电压。寄生热电偶是两种不同金属的意外连接点,可能会引入误差。印刷电路板包含数百个寄生热电偶。例如,表面贴装电阻器通常具有镀锡镍末端电容器。该末端电容器焊接在铜引线上。带有镍锡末端电容器的铜连接点形成了一个热电偶。在该简单的元件中,末端电容器与薄膜电阻器接触的地方可能还存在其他热电偶(请参阅图 3-11)。大多数 PCB 设计都具有几百甚至几千个类似的元件。对于精密直流电路而言,数百个寄生热电偶的存在似乎是一个严重的精度问题,但这通常不是一个重大问题,因为当 PCB 温度均匀时,热电偶电压会相互抵消。因此,寄生热电偶效应只在 PCB 上具有温度梯度的精密直流系统中才是需要考虑的问题。这种梯度可能是由于 PCB 局部区域的高功率耗散或邻近热源未均匀施加到 PCB 所致。
图 3-12 和图 3-13 展示了一个具有垂直和水平温度梯度的水平建模电阻器。对于垂直温度梯度,各个寄生热电偶处于相同的温度,因此连接点电压相互抵消 (Verror = 0V)。相反,在水平温度梯度下,两个连接点不再处于同一温度,因此误差不会完全抵消 (Verror = 20µV)。
图 3-14 和图 3-15 展示了低热电动势电阻器布局。该布局可用于具有较大温度梯度的精密直流应用,以更大限度地减小寄生热电偶效应。该双电阻器串联布局可以替代图 3-12 和图 3-15 中显示的单个电阻器。图 3-14 显示,在垂直温度梯度下,两个电阻器各自产生相等的误差电压,但两个误差电压相互抵消 (Verror = +10µV - 10µV = 0V)。图 3-15 显示,在水平温度梯度下,两个电阻器的温度各不相同,但每个电阻器的温度都是恒定的。也就是说,左侧电阻器的温度约为 65°C,右侧电阻器的温度约为 75°C。此处的重点是,每个电阻器的温度是均匀的,因此该电阻器上的各个热电偶会相互抵消,净误差为 0V。