熱電偶放大電路圖

1、熱電偶放人電路圖圖3 47是熱電偶放大電路。電路中,LTC2053是儀用放大器，它為低功率 儀器產(chǎn)品 提供了一個(gè)極好的平臺(tái)，例如，電池供電的熱電偶放大電路等。由于采用了與開關(guān)電容的組合以及零漂移 運(yùn)算放大器的工藝,因此，LTC2053的輸入偏移電壓最大為10叮， 共模抑制比CMRR和電源抑制比PSRR達(dá)到116dB。最理想的工作電源采用低電壓 2.7V到llV的單電源或±5V的雙電源,另外，由于消耗電流非常低，典型值為85 口 pA 因此，應(yīng)用于電池供電的放大器非常理想。調(diào)節(jié)R1、RP1和R2可方便對(duì)電路增益進(jìn)行編程。作為熱電偶放大器必須滿足一些特殊要求，通常采用的K型熱電偶的靈敏度

2、為40.6 口C,而電路的輸出一般要求為 IOmV /C,因此，要選用額定增益為246的精密放大器。另外，熱電偶一般容易受到工業(yè)環(huán)境中電子噪聲的影晌，因此,儀用放大器允許輸入不同的電壓有助于消除由于共模噪聲引起的誤差。為了避免出故障，采取的保 護(hù)措施是不能讓熱電偶無意識(shí)地接觸到瞬變電源或高電壓，但保護(hù)措施不能兼顧到精 度。LTC2053有滿足這些要求的補(bǔ)償特性，它在任何引腳上都可以承受 10mA的故障 電流，因此，在不損壞集成芯片的情況下,10kQ (R4和R5 )保護(hù)電阻允許承受±100V 故障電壓。本模塊包括電壓式溫度 傳感器TMP35和K型熱電偶。其中熱電偶的工作原理是根據(jù)熱端

3、和冷端的溫度差而產(chǎn)生電勢(shì)差。由于實(shí)際測(cè)量時(shí)，冷端的溫度往往不是O C,所以要對(duì)熱電偶進(jìn)行溫度補(bǔ)償。熱電偶溫度補(bǔ)償公式如下：E(t, 0)=E(t , t0)+E(t0 , 0)其中，E(t0,0)是實(shí)際測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)，t代表熱端溫度，t0代表冷端溫度，0代表O C。 在現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量中，由于熱電偶冷端溫度一般不為O C,而是在一定范圍內(nèi)變化著，因此測(cè)得的熱電勢(shì)為E(t, t0)。如果要測(cè)得真實(shí)的被測(cè)溫度所對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)E(t, 0)，就必須補(bǔ)償冷端不是0 C所需的補(bǔ)償電勢(shì)E(t0 , 0)，而且，該補(bǔ)償電勢(shì)隨冷端溫度變化的特性必須與熱電偶的熱電特性相一致，這樣才能獲得最佳補(bǔ)償效果。圖2所示是一個(gè)溫度

4、補(bǔ)償電路的原理圖。圖中，溫度傳感器TMP35很好的完成了溫度補(bǔ)償工作，TMP35輸出的電壓先經(jīng)電阻分壓，再經(jīng) 放大器放大，就是K型熱電偶 對(duì)應(yīng)的E(t0 , O)。K型熱電偶TMP35冷端n< RI 24 9kQ補(bǔ)償后的電勢(shì)R2102kfiK型熱電偶溫度補(bǔ)償原理查看原圖(大圖)2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)發(fā)射板的軟件設(shè)計(jì)主要包括以C8051F020的主控制模塊程序和以 Atmegal6為中心的無線發(fā)射模塊程序。主控程序模塊主要完成溫度采集、數(shù)據(jù)處理、向無線發(fā)射模塊發(fā)送數(shù)據(jù)以及測(cè)試溫度數(shù)據(jù)的保存、和上位機(jī)的通訊等。無線發(fā)射程序模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)CC1000的初始化，在等待狀態(tài)時(shí)接收C805IF020的數(shù)據(jù)包

5、，并通過 CC1000發(fā)送。Rk(0M4J10MQ+5VO.OOIpFY局：g1lj1 L G丄陽 ioi(q Jb.OOlgFREEX16斗：OWXLTC2053Ci二 LTCIO250甘士I.C2050560il電路中LTC1025對(duì)熱電偶進(jìn)行溫度補(bǔ)償，確保在各種環(huán)境條件下溫度的測(cè)量精度， 并要靠近熱電偶的節(jié)點(diǎn)安裝，以便對(duì)溫度進(jìn)行最佳的跟蹤。LTC1025對(duì)不同的環(huán)境溫度輸出相應(yīng)的電壓，輸出靈敏度為10mV /C,因此，0 C時(shí)輸出電壓為 QmV，室溫(25 C)時(shí)輸出250mV 。測(cè)量探頭溫度相應(yīng)的電壓是補(bǔ)償電壓和被放大的熱電偶電壓 之和，補(bǔ)償電路的輸出端與 LTC2053的REF (5

6、腳)輸入端連接的所有這一切都要加 上這兩種電壓。對(duì)于這種電路結(jié)構(gòu)，考慮的僅是校正的電壓必需能供出或吸收反饋電阻 中電流。由于，LTC1025只供出電流，因此，可采用 緩沖器LTC2050驅(qū)動(dòng)REF , LTC2050是一種零漂移的運(yùn)算放大器。采用單電源的缺點(diǎn)是，對(duì)于有效的輸出探頭和 放大器單元的溫度都必須超過 0 C。若需要對(duì)負(fù)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的話，可采用簡(jiǎn)單的充電泵變換器，例如 LTC1046 構(gòu)成負(fù)電源在常規(guī)的線性電源應(yīng)用中，只要所有熱電偶都連接上而LTC1025進(jìn)行熱跟蹤，可以采用單個(gè)LTC1025和緩沖放大器去修正 LTC2053熱電偶放大器的不同通道。由于LTC2053工作于采樣的輸入信號(hào)，因此，感興趣的頻率一般低于幾百Hz，這樣，在反饋電路中增設(shè)0.1 口 F電容C1就可以加速放大器的響應(yīng)。接在熱電偶輸入網(wǎng)絡(luò)的電容C2和C3有助于吸收射頻干擾及抑制在熱電偶探頭出現(xiàn)的采樣干擾。接在熱電偶中的電阻R6R9提供高阻