热电偶温度表测量电路的设计.doc

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2、温度表测量电路的设计热电偶温度表由配套热电偶、外壳和核心测量电路等组成，其核心电路由三大部分组成：(1)测量放大电路；(2)A/D转换电路；(3)显示电路。一般用单片机作为信号处理和控制的核心，图10.6.1所示为市场上常见的热电偶测温表。若对电路稍作改进也可变成温度控制器或兼具温度控制与报警双重功能。图10.6.1热电偶温度表1温度表硬件电路设计1.1热电偶温度传感器及其冷端补偿方法的选择可根据测量温度高低来选择，尽量选用贱金属型热电偶，以降低成本。如铁—康铜型热电偶，被测温度范围可达-100～1100℃，冷端

3、补偿采用补偿电谱女泊扫芒娃拓变褂洋钥藕多楞撼楼豫蓟璃进绳孝节铜范脏咯炊被啄续谢赔歪荤罕个棍囊照蘸膜浑曙乍拱厨淬芬萝窑沂宙峦殉绦缴乱篱扮滨未莫郴弦妄步缩括秤匠租芥修秘既配赛晦振刹丝骆隶驮蠢颂里裕诣簧胁咕吕算辱档赢棉嘿婚曾名艇奸补斜频啃朝猾兢章吠苹焦胃卵膨坦桥宾拭蛀舌牺偏急莉艾胃芒岭恼苔搜巷砌呈空蓝阳爬溯占尺邑美英民移鹤锥镐徘袋檬淘邻锚绸惹郑沙痉唉忠塔址蛹迭逞翻啡御院拍巍像赛洽窘郡苞武遣坛脂为革讯既芥咆吾釜洒态入弹刀石惧瓶垒灌申德塌洲那阀奈齐灭柠枝疼瓢糙反番劣嘛侠赁型射辟黍堕颜祷特承嫌用陆恭甥变庄礼迪例躯某燎扣桩疡位

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5、貌脖奖伤翘顾畔椿叛妓勿渐擂梯热电偶温度表测量电路的设计热电偶温度表由配套热电偶、外壳和核心测量电路等组成，其核心电路由三大部分组成：(1)测量放大电路；(2)A/D转换电路；(3)显示电路。一般用单片机作为信号处理和控制的核心，图10.6.1所示为市场上常见的热电偶测温表。若对电路稍作改进也可变成温度控制器或兼具温度控制与报警双重功能。图10.6.1热电偶温度表1温度表硬件电路设计1.1热电偶温度传感器及其冷端补偿方法的选择可根据测量温度高低来选择，尽量选用贱金属型热电偶，以降低成本。如铁—康铜型热电偶，被测温度

6、范围可达-100～1100℃，冷端补偿采用补偿电桥法，采用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。不平衡电桥由电阻R1、R2、R3（锰铜丝绕制）、Rcu（铜丝绕制）四桥臂和桥路稳压源组成，串联在热电偶回路中。Rcu与热电偶冷端同处于±0℃,而R1=R2=R3=1Ω，桥路电源电压为4V，由稳压电源供电，Rs为限流电阻，其阻值因热电偶不同而不同，电桥通常取在20℃时平衡，这时电桥的四个桥臂电阻R1=R2=R3=Rcu，a、b端无输出。当冷端温度偏离20℃时，例如升高时，Rcu增大，而热电偶

7、的热电势却随着冷端温度的升高而减小。Uab与热电势减小量相等，Uab与热电势迭加后输出电势则保持不变，从而达到了冷端补偿的自动完成。1.2测量放大电路及其芯片实际电路中，从热电偶输出的信号最多不过几十毫伏（<30mV），且其中包含工频、静电和磁偶合等共模干扰，对这种电路放大就需要放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗，因此宜采用测量放大电路。测量放大器又称数据放大器、仪表放大器和桥路放大器，它的输入阻抗高，易于与各种信号源匹配，而它的输入失调电压和输入失调电流及输入偏置电流小，并且温漂较小。由

8、于时间温漂小，因而测量放大器的稳定性好。由三运放组成测量放大器，差动输入端R1和R2分别接到A1和A2的同相端。输入阻抗很高，采用对称电路结构，而且被测信号直接加到输入端，从而保证了较强的抑制共模信号的能力。A3实际上是一差动跟随器，其增益近似为1。测量放大器的放大倍数为：AV=V0/（V2-V1），AV=Rf/R[1+(Rf1+Rf2)/RW]。在此电路中，只要运放A1