6月13日，網(wǎng)友在微博上分享的一張照片火爆了互聯(lián)網(wǎng)，在短短七個(gè)多小時(shí)的時(shí)間里引來了八千多次轉(zhuǎn)載、五千多條評(píng)論、十余萬點(diǎn)贊。照片里高鐵二等座上一位白發(fā)蒼蒼衣著樸素穿著舊皮鞋的老人手里拿著筆在紙上修改校對著什么，神情專注。這位成為“網(wǎng)紅”的老人就是中國工程院首批院士——?jiǎng)⑾攘帧? 　　zyclxmzsw 　　據(jù)了解，劉先林院士今年已經(jīng)78歲了，是測繪 儀器 國產(chǎn)化的積極倡導(dǎo)者，中國測繪科學(xué)研究院名譽(yù)院長，曾兩次獲得 科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。劉先林院士一直致力于航空攝影測量理論與航測儀器的研究工作，并取得了一系列重大科研成果，有多項(xiàng)成果 ，結(jié)束了中國先進(jìn)測繪儀器全部依賴進(jìn)口的歷史。 　　78歲高齡，為了做好一個(gè)報(bào)告，仍筆耕不輟，無不讓人動(dòng)容和敬佩。劉先林院士之所以引起人們的極大關(guān)注，無不被他身上所體現(xiàn)的對治學(xué)、科研一絲不茍精益求精的精神所感染。而這種精神正是當(dāng)下社會(huì)我們所提倡和弘揚(yáng)的“工匠精神”。 　　所謂“工匠精神”，是指工匠以的態(tài)度對自己的產(chǎn)品精雕細(xì)琢，精益求精、追求更完美的精神理念。其核心在于不僅僅把工作當(dāng)作賺錢的工具，而是樹立一種對工作執(zhí)著、對所做的事情和生產(chǎn)的產(chǎn)品精益求精、精雕細(xì)琢的精神。 　　2016年初，“工匠精神”被寫進(jìn)了《政府工作報(bào)告》，引起社會(huì)輿論的強(qiáng)烈反響和討論。的確，時(shí)代需要工匠精神，儀器 儀表 企業(yè)發(fā)展也同樣需要“工匠精神”。但“工匠精神”不只是一句簡單的口號(hào)，儀器儀表企業(yè)要將它融入到對產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、質(zhì)量等經(jīng)營管理的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，在追求一種態(tài)度的同時(shí)，把產(chǎn)品和服務(wù)做好，才能讓“工匠精神”真正助力企業(yè)發(fā)展。 　　長期以來，國產(chǎn)儀器與進(jìn)口儀器之間存在著差距，進(jìn)口儀器一直占據(jù)著我國主要市場，分布在 、省市級(jí)實(shí)驗(yàn)室以及科研院所中。在分析檢測儀領(lǐng)域，島津、安捷倫、賽默飛等一些國外企業(yè)長期占據(jù)著我國市場。哪怕是功能、參數(shù)幾乎相同的分析 檢測儀器 ，價(jià)格相較國產(chǎn)儀器的高出近50%，但仍成為政府和一些科研院所的 ?！拔覀兒芟胭I國產(chǎn)儀器，價(jià)格上肯定合算些，但根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，國產(chǎn)儀器用一段時(shí)間后很容易出問題。所以，寧可多花一點(diǎn)錢買進(jìn)口儀器?！币晃粡氖驴蒲械娜藛T這樣說。想必這也是我國許多儀器儀表用戶的共同感受。 　　經(jīng)過多年的發(fā)展，我國已經(jīng)建立起門類較為齊全、體系較為完整的儀器儀表工業(yè)體系，成為全球第四、亞洲第二的儀器儀表生產(chǎn)國。但大而不強(qiáng)的特征十分突出，總體上仍處于全球價(jià)值鏈的中低端。在技術(shù)上，國內(nèi)中低檔儀器產(chǎn)品可替代大部分進(jìn)口產(chǎn)品，但儀器的可靠性指標(biāo)與進(jìn)口儀器相比仍存在不小的差距。如何生產(chǎn)出高質(zhì)量、高可靠性、高穩(wěn)定性的儀器儀表產(chǎn)品是擺在我國儀器儀表企業(yè)面前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題？ 　　除了引進(jìn)吸收外來先進(jìn)技術(shù)、 政策扶植、企業(yè)加強(qiáng)科研投入自主創(chuàng)新之外，更重要是儀器儀表企業(yè)要有“工匠精神”。我們都知道德國和日本是 “工匠精神”的 ，他們有很多企業(yè)是百年老店，長期生產(chǎn)某種產(chǎn)品，他們的工人很多世代做一個(gè)工種，手藝代代相傳，他們喜歡不斷雕琢自己的產(chǎn)品，不斷改善自己的工藝，享受著產(chǎn)品在雙手中升華的過程。所以，德國和日本的機(jī)械、電器、光學(xué)等產(chǎn)品是世界上質(zhì)量過硬的產(chǎn)品，動(dòng)不動(dòng)就“能用100年”，“德國制造”“日本制造”成為了質(zhì)量和信譽(yù)的代名詞。 　　經(jīng)過多年的發(fā)展，我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)雖然獲得了長足的進(jìn)步，積累了充足的生產(chǎn)供給。然而，在注重速度與效率的時(shí)代，面對大量的機(jī)會(huì)，一些儀器儀表企業(yè)卻變得心浮氣躁、急功近利，丟掉了對產(chǎn)品質(zhì)量的重視和保障。一個(gè)品質(zhì)至上的時(shí)代即將來臨，中國儀器儀表企業(yè)到了需要放慢腳步、靜心沉潛、著力產(chǎn)品質(zhì)量的時(shí)候了，需要不斷通過研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量管理等不斷產(chǎn)品品質(zhì)，更好地滿足客戶需求，打造品牌影響力，而這一切需要“工匠精神”的引領(lǐng)。

　　圖1中的電路專為使用 ADT7320同時(shí)測量3個(gè)K型熱電偶而設(shè)計(jì)，該器件是一款±0.25°C精度、16位數(shù)字SPI溫度傳感器。zyclxmzsw 　　熱電偶電壓測量 　　采用熱電偶連接器和濾波器作為熱電偶與AD7793 ADC之間的接口。每個(gè)連接器（J1、J2和J3）都直接與一組差分ADC輸入相連。AD7793輸入端的濾波器可在信號(hào)到達(dá)ADC的AIN （+）和AIN（?）輸入端之前降低任何熱電偶引腳上疊加的噪聲。AD7793集成片內(nèi)多路復(fù)用器、緩沖器和儀表放大器，可放大來自熱電偶測量結(jié)點(diǎn)的小電壓信號(hào)。 　　冷結(jié)測量 　　ADT7320精密16位數(shù)字溫度傳感器用于測量基準(zhǔn)結(jié)（冷結(jié)） 溫度，其精度在?20°C至+105°C溫度范圍內(nèi)可達(dá)±0.25°C。 ADT7320完全經(jīng)過工廠校準(zhǔn)，用戶無需自行校準(zhǔn)。它內(nèi)置一個(gè)帶隙溫度基準(zhǔn)源、一個(gè)溫度傳感器和一個(gè)16位Σ-Δ型 ADC， 用來測量溫度并進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換， 分辨率為 0.0078°C。 　　AD7793和ADT7320均利用系統(tǒng)演示平臺(tái) （EVAL-SDP-CB1Z）由SPI接口控制。此外，這兩個(gè)器件也可由微控制器控制。 　　圖2. EVAL-CN0172-SDPZ電路評(píng)估板 　　圖2顯示帶有3個(gè)K型熱電偶連接器的EVAL-CN0172-SDPZ 電路評(píng)估板，AD7793 ADC， 和ADT7320溫度傳感器安裝在獨(dú)立柔性印刷電路板（PCB）的兩塊銅觸點(diǎn)之間，用于基準(zhǔn)溫度測量。 　　圖3是安裝在獨(dú)立柔性PCB上ADT7320 的側(cè)視圖，該器件插在熱電偶連接器的兩個(gè)銅觸點(diǎn)之間。圖3中的柔性PCB更薄更靈活，比小型FR4類PCB更具優(yōu)勢。它允許將ADT7320巧妙地安裝在熱電偶連接器的銅觸點(diǎn)之間，以盡量降低基準(zhǔn)結(jié)和ADT7320之間的溫度梯度。 　　圖3. 安裝在柔性PCB上ADT7320的側(cè)視圖 　　小而薄的柔性PCB還能使ADT7320快速響應(yīng)基準(zhǔn)結(jié)的溫度變化。 圖4顯示ADT7320的典型熱響應(yīng)時(shí)間。 　　圖4.ADT7320典型熱響應(yīng)時(shí)間 　　本解決方案較為靈活，允許使用其它類型的熱電偶，如J型或T型。本電路筆記中，選擇K型是考慮到其更受歡迎。實(shí)際選用的熱電偶具有裸露 。測量結(jié)位于探頭壁（probe wall）之外，暴露在目標(biāo)介質(zhì)中。 　　采用裸露 的優(yōu)勢在于，它能提供 的熱傳導(dǎo)率、具有快的響應(yīng)時(shí)間，并且成本低、重量輕。不足之處是容易受到機(jī)械損壞和腐蝕的影響。因此，不適合用于惡劣環(huán)境。但在需要快速響應(yīng)時(shí)間的場合下，裸露 是 選擇。若在工業(yè)環(huán)境中使用裸露 ，則可能需對信號(hào)鏈進(jìn)行電氣隔離?？墒褂脭?shù)字隔離器達(dá)到這一目的 （見 　　不同于傳統(tǒng)的熱敏電阻或電阻式溫度檢測器（RTD）， ADT7320是一款完全即插即用型解決方案，無需在電路板裝配后進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)，也不會(huì)因校準(zhǔn)系數(shù)或線性化程序而消耗處理器或內(nèi)存資源。它在3.3 V電源下工作時(shí)的典型功耗僅為700μW，避免了會(huì)降低傳統(tǒng)電阻式傳感器解決方案精度的自發(fā)熱問題。 　　精密溫度測量指南 　　下列指南可確保ADT7320地測量基準(zhǔn)結(jié)溫度。 　　電源： 如果ADT7320 從開關(guān)電源供電，可能產(chǎn)生50 kHz以上的噪聲，從而影響溫度精度。為了防止此缺陷，應(yīng)在電源和VDD. 之間使用RC濾波器。所用元件值應(yīng)仔細(xì)考慮，確保電源噪聲峰值小于1 mV 　　去耦： ADT7320必須在盡可能靠近 VDD 的地方安裝去耦電容，以確保溫度測量的精度。使用諸如0.1μF高頻陶瓷類型的去耦電容。此外，還應(yīng)使用一個(gè)低頻去耦電容與高頻陶瓷電容并聯(lián)，如10μF 至 50 μF 鉭電容。 　　 熱傳導(dǎo)： 塑料封裝和背面的裸露焊盤（GND）是基準(zhǔn)結(jié)至ADT7320的主要熱傳導(dǎo)路徑。由于銅觸點(diǎn)與ADC輸入相連，本應(yīng)用中無法連接背面的焊盤，因?yàn)檫@樣做會(huì)影響 ADC輸入的偏置。 　　精密電壓測量指南 　　下列指南可確保AD7793地測量熱電偶測量結(jié)電壓。 　　去耦：AD7793必須在盡可能靠近AVDD 和 DVDD 的地方安裝去耦電容，以確保電壓測量的精度。應(yīng)將0.1 μF陶瓷電容與 10 μF鉭電容并聯(lián)，將AVDD去耦到GND。此外，應(yīng)將0.1 μF 陶瓷電容與10 μF鉭電容并聯(lián)，將DVDD去耦到GND。 更多有關(guān)接地、布局和去耦技巧的討論，請參考Tutorial MT-031 和 Tutorial MT-101 　　濾波：AD7793的差分輸入用于熱電偶線路上的大部分共模噪聲。例如，將組成差分低通濾波器的R1、R2和C3放置在AD7793的前端，可熱電偶引腳上可能存在的疊加噪聲。C1和C2電容提供額外的共模濾波。由于輸入ADC 的AIN（+）和AIN（?）均為模擬差分輸入，因此，模擬調(diào)制器中的多數(shù)電壓均為共模電壓。AD7793的出色共模抑制（100 dB小值）進(jìn)一步了這些輸入信號(hào)中的共模噪聲。 　　本方案解決的其它難題 　　下文總結(jié)了本解決方案是如何解決前文提到的其它熱電偶相關(guān)難題。 　　熱電偶電壓放大：熱電偶輸出電壓隨溫度的變化幅度只有每度幾μV。本例中所用的常見K型熱電偶變化幅度為41μV/°C。這種微弱的信號(hào)在ADC轉(zhuǎn)換前需要較高的增益級(jí)。 AD7793內(nèi)部可編程增益放大器（PGA）能夠提供的 增益為128。本解決方案中的增益為16，允許AD7793通過內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源運(yùn)行內(nèi)部滿量程校準(zhǔn)功能。 　　熱電偶的非線性校正：AD7793在寬溫度范圍（–40°C至 +105°C）內(nèi)具有出色的線性度，不需要用戶校正或校準(zhǔn)。為了確定實(shí)際熱電偶溫度，必須使用美國 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）所提供的公式將參考溫度測量值轉(zhuǎn)換成等效熱電電壓。此電壓與AD7793測量的熱電偶電壓相加，然后再次使用NIST公式將兩者之和再轉(zhuǎn)換回?zé)犭娕紲囟?。另一種方法涉及查找表的使用。然而，若要獲得同樣的精度，查找表的大小可能有較大不同，這就需要主機(jī)控制器為其分配額外的存儲(chǔ)資源。所有處理均通過EVAL-SDP-CB1Z以軟件方式完成。EVAL-SDP-CB1Z以軟件方式完成。 　　欲查看完整原理圖和EVAL-CN0172-SDPZ的布局，請參見 CN-0172設(shè)計(jì)支持包： 　　常見變化 　　對于精度要求較低的應(yīng)用，可用 AD7792 16位Σ-Δ 型ADC 替代 AD7793 24位Σ-Δ 型ADC對于基準(zhǔn)溫度測量，可用 ±0.5°C精度的 ADT7310 數(shù)字溫度傳感器替代±0.25°C精度的 ADT7320. AD7792和ADT7310均集成SPI接口。