热电偶测温设计

1.什么是热电偶？

所谓热电偶，是指由两种不同材料的金属导体组成的温度传感器，主要用于工业行业的热电偶有其特点：
①响应速度快。
②可进行-200℃到 1700℃温度测量范围广。
③温度可以测量特定点和小空间。
④由于温度信息可以检测为电信号(热电动势)，信息的处理和分析非常方便。
⑤便宜，易买

2.热电偶的原理

德国科学家塞贝克克1821年（T.J Seebeck）发现：当连接两种不同的金属并对两端的接头施加不同的温度时，金属之间会产生电压并有电流通过。这种现象以发现者的名字命名为塞贝克效应。该回路中生成电流的电力被称为热电动势（Thermoelectromotive force），极性和尺寸仅由两个导体的材料和两端之间的温差决定。

利用上述塞贝克效应，热电偶的工作原理是依靠两种不同金属的接头（温度测量接头）T1与热电偶显示仪表接点(基准接点)T0之间的温差T，从而产生电压。当使用热电偶测量温度时，显示会测量电压。

3.热电偶的应用

热电偶可直接输出电压信号，可直接使用AD进行采集。但一般热电偶信号都比较小，需要先进行放大处理。目前有很多专门用于热电偶采集的芯片，下面就来简单介绍几种。

MAX6675

MAX6675是K型热电偶专用的AD转换器集成了冷端温度补偿、线性校正、断线检测等功能。SPI界面，使用非常方便。

其内部结构如下，芯片集成了操作放大器和ADC。使用时，用户只需要通过SPI接口读取相应的寄存器。

芯片使用非常方便，但缺点是只能使用某种热电偶，不能通用。如果你需要更先进的，你可以选择MAX芯片支持31855K、J、N、T或E型热电偶。

AD7793

AD7793是一个低功耗、低噪音、完整的模拟前端，适合高精度测量应用PGA、热电偶系统的设计大大简化了基准电压源、时钟和激励电流。

AD7793提供直接与热电偶接口的集成热电偶解决方案。冷结补偿由热敏电阻和精密电阻提供。该电路只需要这些外部元件和一些简单的冷结测量R-C滤波器满足电磁兼容性（EMC）要求如下图所示：

AD偏置电压发生器偏置热电偶信号集成在7793片上，使其共模电压为AVDD/2，确保输入电压限值以相当大的裕度满足。

该电路适用于不同类型的热电偶，可根据温度测量范围和热电偶类型设置内部PGA为了达到最佳效果，放大倍数。用户需要根据不同类型热电偶的温度和电压对照表计算温度。

类似于AD7793有很多这样的芯片，比如AD7124、ADS1118、ADS热电偶测量可用于1220等。

以上两种解决方案都是集成芯片。如果对成本敏感，可以选择运输和放大电路MCU内部AD实现热电偶信号采集。

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