电接点双金属温度计在传感器近端量化热电偶输出
　　
热电偶由于其高测量精度、价钱经济、轻易取得以及较宽的温度测量规模等特征而在工业范畴得到广泛运用。它由焊接在一起的两种不同的金属或金属合金线(通常称为热端)组成。热电偶输出电压是两个线端(另一端通常称为冷端)的电压差，冷端必需维持在已知温度。热电偶电压是Seebeck(1921年左右)、Peltier(1834年左右)和Thompson(1851年左右)效应的联合产物。
　　热端和冷端这两个名词源于运用历史。事实上，依据详细运用，冷端温度也有可以高于热端。这种状况下，热电偶输出相反极性的电压。由此可见，热电偶测量的是热端与冷端温度之差，而非冷端的相对温度。
　　不同金属或合金热电偶对应的输出电压已经制造成规范表格1。用大写字母示意规范金属对，例如，K代表镍镉合金热电偶，表中列出的数据假如冷端温度为0°C。
　　为了取得热端的相对温度，必需测量冷端温度并相应调剂热电偶输出。这种技巧称为冷端弥补。19世纪中期，当热电偶刚刚开端运用时，相对温度测量须要将冷端维持在冰和蒸馏水混杂到达均衡后的温度，以树立一个真正的0°C参考点。
本运用笔记介绍了热电偶定义，并说明了它的历史起源。本文介绍的电路在接近温度传感器的地位对热电偶输出进行数字转换，与在数字化之前使弱信号通过长电缆传输的计划相比，该计划可以将噪声降至最低。
　　冷端等温线位于热电偶信号解决模块的输出端，通常装置在高热导率资料制成的底板上。铜的热导率为381W/m°K(无论摄氏度，还是开尔文温度，每度都具备雷同幅度的变更)。输出衔接必需是电气隔离，但须要与底板维持导热。幻想状况下，全部信号解决模块应当维持在等同温度环境。
　　信号解决电路由高压直流缩小器(热电偶信号规模为μV/°C)、温度传感器、冷端弥补电路、内置基准ADC、热电偶开路检测器、报警指导和数字输出接口组成。一切这些功用都集成在小尺寸IC内，例如：MAX6674和MAX6675，只须要内部衔接热电偶和电源。串口输出代表热电偶检测点温度的数据。
　　
　　通过本地脉冲时序发作器(IC2和IC3)驱动MAX6674/MAX6675的SPI接口，IC2、IC3强迫MAX6674/MAX6675以4800波特率、每秒钟四个字符发作异步串行输出数据，字符构造为：1位起始位、11位数据和1位停滞位(MAX6675采取13位数据位)。关于MAX6674，11位数据包含10位示意温度数据的间接二进制数(MSB在前)、1位热电偶开路报警位，MAX6675供给12位数据和1位报警。
　　稳固的晶体振荡器确保准确的数据传输波特率。为保障准确的电路操作，热电偶检测点必需与电路维持电气隔离，MAX6674/MAX6675必需在任何时光维持在-20°C至+85°C任务温度规模内。
　　电路通过双绞线衔接远端电源和数据吸收器，通过双绞线电缆为电路供电并将数据传输到数据吸收端。温度测量由MAX6674/MAX6675的内部10位ADC完成，并将数据串行发送到电缆上。图2所示温度数据由MAX6674发作，并通过3000英尺的双绞电缆传输量化后的数据。这些数据标明热电偶处于较好的任务状况，测量温度为21.875°C。
　　热电偶温度传感器须要运用与热电偶导线雷同资料的特别电缆和衔接器。因而，市场上供给的各种封装、体积和品种的商用化热电偶同时也给出完全的电缆、衔接器和配件选型2,3。
MAX6674/MAX6675内部热电偶数字转换电路与镍镉合金(K型)热电偶成比例。MAX6674测量规模为0至+128°C，分别率为0.125°C；MAX6675测量规模为0至1024°C，分别率为0.25°C。两款IC均通过SPI?兼容接口与微掌握器或相似的本地智能电路衔接。假如检测点间隔掌握器较远，应在检测点左近对热电偶信号进行数字化解决。
　　与其它高压电路雷同，热电偶信号解决电路对EMI十分敏感。热电偶引线通常裸露在EMI环境中(引线拾取的搅扰噪声等级与引线长度成反比)。EMI增大了吸收信号的不肯定性，降高温度测量的精度。关于这种环境，运用特别的热电偶衔接电缆价钱低廉，假如选用其它电缆则很难肯定实践环境的测试温度。
　　为了使噪声降至最小，可以在检测点左近采取一个掌握电路，接近检测点增添一个远端掌握电路以供给本地智能化治理，引入庞杂信号的滤波和电缆屏蔽。图1供给了一个较好的设计计划，在接近检测点的地位对热电偶输出进行数字化。
　　在3000英尺电缆的远端供给电源，MAX6674/MAX6675在接近检测点的地位量化热电偶输出，使EMI降至最小。