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使用AD594/AD595消除热电偶温度测量中的不确定性

上网日期: 2011年12月30日 ?? 作者: Bob LeFort,Bob Ries ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:温度传感器? AD594? AD595? 热电偶?

温度是测量最频繁的物理参数。不过,温度测量技术却被严重误解,通常会导致高度不精确或无意义的数据。本应用笔记旨在澄清部分常见误解,并提供一些有趣和实用的电路解决方案。

温度传感器技术

目前最常用的电子温度测量器件包括热电偶、电阻式温度检测器(RTD)、热敏电阻和集成电路温度传感器。这些器件各有相关应用优势和局限,如表1所述。

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表1. 传感器比较

热电偶特性

热电偶是使用最广泛的仪器仪表温度传感器。因此,(美国)国家标准局(NBS)已经广泛表征各种金属组合,即J型(铁-康铜)、K型(镍铬-镍铝)、E型(镍铬-康铜)和T型(铜-康铜)。热电偶质量包括固有精度、宽温度范围、快速热响应、耐用性、低成本、可重复性和应用多功能性。除广泛使用外,热电偶也是误解最多的温度传感器。冷结补偿、塞贝克系数、等温连接或模块等等术语已经搅得许多用户晕头转向。本应用笔记解释了这些术语,并提供信息来帮助读者精确、轻松地测量温度。

热电偶环路

两根异质金属导线两头相连便构成基本的热电偶环路(参见图1a)。此环路产生的电压与两结点间的温度差异成正比。由于热电偶基本上是差分温度测量器件,测量单一温度时需要得知结点之一(基准结点)的温度。热电偶使用者依赖各种技术来确定和补偿基准或“冷”结温度。

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图1a. 热电偶环路

冰点基准

所有热电偶(如NBS表格所列)的电压输出以0℃为基准。这意味着仅在基准结点保持在0℃时热电偶两端的电压才对应于测量结点的温度。这可以用图1b所示的冰点单元和“冰池”来完成。不幸的是,这些方法笨拙、昂贵,仅在实验室环境可行。在量产环境中,将基准结点维持在0℃不切实际。

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图1b. 冰点基准

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