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EXFF-K-24-200_EXFF-K-24-500_EXFF-K-24-1000熱電偶延長線OMEGA

熱電偶是***種廣泛用于溫度測量的簡單元件。本文簡單概述了熱電偶，介紹了利用熱電偶進行設(shè)計的過程中常見的挑戰(zhàn)，并提出兩種信號調(diào)理解決方案。第***種方案將參考接合點補償和信號調(diào)理集成在***個模擬 IC 內(nèi)，使用更簡便；第二種方案將參考接合點補償和信號調(diào)理獨立開來，使數(shù)字輸出溫度感應(yīng)更靈活、更精確

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為什么使用熱電偶？

優(yōu)點

溫度范圍廣：從低溫到噴氣引擎廢氣，熱電偶適用于大多數(shù)實際的溫度范圍。熱電偶測量溫度范圍在–200°C至+2500°C之間,具體取決于所使用的線。? 堅固耐用：熱電偶屬于耐用器件，抗沖擊振動性好，適合于危險惡劣的環(huán)境。? 響應(yīng)快：因為它們體積小，熱容量低，熱電偶對溫度變化響應(yīng)快，尤其在感應(yīng)接合點裸露時。它們可在數(shù)百毫秒內(nèi)對溫度變化作出響應(yīng)。? 無自發(fā)熱：由于熱電偶不需要激勵電源，因此不易自發(fā)熱，其本身是安全的。

缺點

信號調(diào)理復(fù)雜：將熱電偶電壓轉(zhuǎn)換成可用的溫度讀數(shù)必需進行大量的信號調(diào)理。一直以來，信號調(diào)理耗費大量設(shè)計時間，處理不當(dāng)就會引入誤差，導(dǎo)致精度降低。? 精度低：除了由于金屬特性導(dǎo)致的熱電偶內(nèi)部固有不精確性外，熱電偶測量精度只能達(dá)到參考接合點溫度的測量精度，一般在 1°C 至 2°C 內(nèi)。? 易受腐蝕：因為熱電偶由兩種不同的金屬所組成，在一些工況下，隨時間而腐蝕可能會降低精度。因此，它們可能需要保護；且保養(yǎng)維護必不可少。? 抗噪性差：當(dāng)測量毫伏級信號變化時，雜散電場和磁場產(chǎn)生的噪聲可能會引起問題。絞合的熱電偶線對可能大幅降低磁場耦合。使用屏蔽電纜或在金屬導(dǎo)管內(nèi)走線和防護可降低電場耦合。測量器件應(yīng)當(dāng)提供硬件或軟件方式的信號過濾，有力抑制工頻頻率（50 Hz/60 Hz）及其諧波。

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熱電偶測量的難點

將熱電偶產(chǎn)生的電壓變換成精確的溫度讀數(shù)并不是件輕松的事情，原因很多：電壓信號太弱，溫度電壓關(guān)系呈非線性，需要參考接合點補償，且熱電偶可能引起接地問題。讓我們逐***分析這些問題。

電壓信號太弱：***常見的熱電偶類型有 J、K 和 T 型。在室溫下，其電壓變化幅度分別為 52 μV/°C、41 μV/°C 和 41 μV/°C。其它較少見的類型溫度電壓變化幅度甚至更小。這種微弱的信號在模數(shù)轉(zhuǎn)換前需要較高的增益***。表 1 比較了各種熱電偶類型的靈敏度。