1： 簡介 　　在現(xiàn)代化的工業(yè)現(xiàn)場,常用熱電偶測試高溫, 測試結(jié)果送至主控機或者由數(shù)字顯示設(shè)備顯示出來； 本文介紹采用纮康科技HY11P12實現(xiàn)熱電偶測溫及顯示解決方案。 　　2：熱電偶測溫原理說明 　　2.1 引言 　　熱電偶是工程應(yīng)用廣泛的溫度傳感器之一，它具有構(gòu)造簡單，使用方便。準確度，熱慣性及復(fù)現(xiàn)性好，溫度測量范圍寬等優(yōu)點，適用于信號的遠傳，自動記錄和集中控制，在溫度測量占有重要的地位。 　　其優(yōu)點是有三： 　　一、 測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 　　二、 測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測量，某些特殊熱電偶 到-269℃（如金鐵鎳鉻）， 可達+2800℃（如鎢-錸）。 　　三、 構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制。 　　2.2：熱電偶原理 　　熱電偶的測溫原理基于熱電效應(yīng)。其是將兩種不同材料的導(dǎo)體 A 和 B 串接成一個閉合回路，當(dāng)兩個接點 1 和 2 的溫 度不同時，如果 T ＞ T 0 （如上圖 2-1熱電效應(yīng)）， 在回路中就會產(chǎn)生熱電動勢， 在回路中產(chǎn)生一定大小的電流，此種現(xiàn)象稱為 熱電效應(yīng) 。 　　圖2-1 　　熱電動勢記為 EAB ，導(dǎo)體 A 、 B 稱為熱電極。接點 1 通常是焊接在一起的， 測量時將它置于測溫場所感受被測溫度，故稱為測量端（或工作端，熱 端）。接點 2 要求溫度恒定，稱為參考端（或冷端）。 　　2.3 測量及冷端補償原理 　　在實際的測量系統(tǒng)中，冷端不可能恒定，因此測量是我們需要測量冷端溫度，來補償熱熱端溫度； 　　因此在實際測量計算公式： 　　實際溫度=熱端熱電勢對應(yīng)溫度值 + 冷端溫度 　　所以在測量系統(tǒng)中我們需要用熱電偶熱電勢，及冷端的溫度，在通過上面的計算公式計算測我們實際的測量溫度； 　　3: 系統(tǒng)架構(gòu)及原理說明 　　HYCON HY11P 系列集成高精度σ-δ ADC單片機,內(nèi)置 溫度傳感器；同時通過信號轉(zhuǎn)置器，可進行短路或者交叉測量； 　　3.1：測量網(wǎng)絡(luò)圖 　　圖1：測量網(wǎng)絡(luò)圖 　　3.2:ADC 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 　　叁考電壓： 熱電耦信號輸入： 　　VR+： VDDA S+： AIN0 　　VR-： VSS S-： AIN1 　　3.3:測量原理及計算 　　3.3.1遠端的測量 　　ADC輸入信號采用交叉量測的方式以扣除OFFSET，計算公式如下： 　　Vin=VADC2+VADOffset……(1) 　　-(Vin)=VADC1+VADOffset……(2) 　　Vin=[(1)-(2)]/2=[VADC2-VADC1]/2 　?。▊渥ⅲ和ㄟ^交叉測量可以減小信號線的OFFSET） 　　3.3.2：冷端的測量 　　冷端主要是測量采用內(nèi)部TPS來測量冷端的溫度，其量測方式如下： 　　TPS 計算方式： 　　3.4:校正及其計算 　　DEMO采用兩點校正，在校正過程中確保冷端的環(huán)境溫度兩點都是一樣的。校正點的ADC為：VIN50，VIN250，以50°，250°為校正點為例： 　　250°= GAIN*VIN250+{ ( / TPSGAIN)-289}……………….(1) 　　50°= GAIN*VIN50+ {( / TPSGAIN)-289}…………………(2) 　　(備注：GAIN 為熱電偶測溫度校正系數(shù)，VIN250為250C校正點對應(yīng)ADC 輸出內(nèi)碼，VIN50為50C校正點對應(yīng)ADC 輸出內(nèi)碼, TPGAIN 為內(nèi)部TPS斜率常數(shù)) 　　聯(lián)立解方程式（1），（2）求出GAIN 　　把GAIN帶入(1),計算出目前環(huán)境溫度TEMP； 　　把環(huán)境溫度帶代入（3）求出TPS的斜率： 　　TPSGAIN=/(289+TEMP)……………………………………………(3) 　　實際測量溫度=GAIN* VIN + {( / TPSGAIN) -289} 　　（備注：VIN為熱電偶輸入信號ADC值） 　　3.5:電路圖 　　4： 芯片規(guī)格 　　4.1：操作環(huán)境 　　芯片數(shù)字電壓：2.2V to 3.6V@±0.1V 　　芯片模擬電壓：2.4Vto 3.6V@±0.1V 　　芯片操作電流：(VDDA not Load) 　　800uA@ ADC、no buffer 　　350uA@Analog off 　　休眠電流：0.8uA 　　操作溫度范圍：–40°C to +85°C 　　4.2：模擬SD18 　　分辨率/RMS noise 　　15 bit Noise-Free/100nV @ 8Hz、Gain=128、ACM=1.2V 　　18 bit Noise-Free/1.6uV @ 8Hz、Gain=1、ACM=1.2V 　　4.3：輸入訊號 　　測量訊號：熱電偶輸入且冷端采用芯片內(nèi)置TPS溫度傳感器 　　本文引用地址： 　　5：結(jié)論 　　此應(yīng)用解決方案采用HY11P12完成熱電偶測溫系統(tǒng)，具有以下特點： 　　? 電路簡單，且具有高精度，低溫漂系數(shù); 　　? 使用內(nèi)建的TPS 溫度傳感器可簡單的實現(xiàn)冷端; 　　6：參考數(shù)據(jù) 　　1：HY11P12 Datasheet: 　　2：User’s Guide:

　　熱電偶是一種常見又經(jīng)濟的寬溫度范圍測溫手段。T型熱電偶(銅康銅)具有靈敏、穩(wěn)定、易制造、防濕的特點——印刷電路板的銅到銅連接則了等溫塊的必要性。這些是T型熱電偶進入從導(dǎo)管到食品加工等多種應(yīng)用的部分主要原因，這些應(yīng)用不需要K型等其他熱電偶所具備的寬溫度范圍。 　　本文引用地址： 　　ADI擁有集成冷端補償機制的熱電偶放大器，但T型熱電偶不在此列。幸運的是，T型和K型放大器在 約100°C的溫度范圍內(nèi)，具有類似的電壓特性。K型熱電偶調(diào)節(jié)器(如AD8495或AD8497)可以利用這種相似性來測量T型熱電偶，并將誤差降至超低水平。較高溫度條件下的輸出電壓會偏離AD8495的理想5 mV/°C傳遞函數(shù)，所以，有必要通過查找表或多項式考慮該差異。示意圖是用來自NIST的T型熱電偶表以及AD8495的傳遞函數(shù)生成的，以展示AD8495在各種參考結(jié)溫條件下的輸出。 　　圖1.AD8495在T型熱電偶條件下計算得到的輸出 　　可以運用該圖或該6階多項式將輸出電壓映射到測量溫度上。VOUT (mV) = a0 + a1 × T + a2 × T2 + … + a6 × T6，其中，系數(shù)為： 　　在–200°C至+350°C的整個測量溫度范圍內(nèi)和0°C至50°C的參考結(jié)溫范圍內(nèi)，該多項式計算得到的誤差約為–2.50 mV至+2.28 mV，約低于±0.5°C。必須加上熱電偶容差和AD8495放大器誤差。 　　請注意，當(dāng)溫度低于0°C時，輸出電壓為負。輸出電壓相對于參考引腳(REF)進行測量，因此，可以提高REF端的電壓，以便在單電源供電時，將負的輸出電壓偏置到正輸出電壓。請參閱AD8495數(shù)據(jù)手冊，了解在用熱電偶進行設(shè)計時要考慮的重要事項，包括接地、濾除干擾和布局布線注意事項，以便使器件溫度等于參考結(jié)溫。 　　作者簡介 　　.Scott Hunt 是線性產(chǎn)品部(馬薩諸塞州威明頓市)的一名產(chǎn)品應(yīng)用工程師。他獲得倫斯勒理工學(xué)院電氣工程學(xué)士學(xué)位后，于2011年加入ADI公司。Scott專門從事集成精密放大器技術(shù)工作，包括儀器儀表放大器、差分放大器和熱電偶放大器。

　　【中國環(huán)保在線 市場行情】儀器儀表作為知識密集、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，是高端制造裝備的不可或缺重要組成部分。在 利好政策的助推下，尤其是工業(yè)4.0戰(zhàn)略的出現(xiàn)，儀器儀表行業(yè)展現(xiàn)出了一幅全新的發(fā)展藍圖。 　　政策東風(fēng)持續(xù)加碼 儀器儀表行業(yè)藍圖再現(xiàn) 　　目前市場情況看，環(huán)境監(jiān)測儀器行業(yè)規(guī)模小，資產(chǎn)規(guī)模10億以上的企業(yè)占了行業(yè)銷售規(guī)模的40%，行業(yè)相對集中，特別是高端儀器一直被外資壟斷，國產(chǎn)PM 監(jiān)測儀器市場占有率僅為15%，未來高端儀器的進口替代空間大，行業(yè)并購成為趨勢。工業(yè)4.0戰(zhàn)略的出現(xiàn)，為我們展現(xiàn)了一幅全新的發(fā)展藍圖。 　　儀器儀表行業(yè)2015年預(yù)測 　　儀器儀表行業(yè)在2015年有20個小行業(yè)，規(guī)模以上企業(yè)4321家，共實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入9378億元，換算為產(chǎn)值近9500億元，未達到“十二五”規(guī)劃“行業(yè)產(chǎn)值達到或接近萬億”的預(yù)期。營收同比增幅6.2%，增幅本世紀以來新低。按 統(tǒng)計局 發(fā)布數(shù)據(jù)，2015年GDP增長6.9%，儀器儀表營收增幅也首次低于GDP增幅。 　　雖然年末與往常一樣翹尾，月產(chǎn)值再過千億，但翹尾力度已明顯低于往年。從小行業(yè)看，受水、土、氣等環(huán)境監(jiān)測類市場及制藥、食品等產(chǎn)業(yè)拉動，實驗分析儀器兩位數(shù)增幅13.86%，增長較快;工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)、電工及供應(yīng)類儀表、光學(xué)儀器同比增幅低于大行業(yè)。 　　全年利潤總額824億，增幅5.36%，低于主營收入增幅0.84個百分點，創(chuàng)歷年新低，但仍保持8-9%的主營收入利潤率。 　　利潤占比較大的工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)同比負增長拉低整個行業(yè);雖電工及供應(yīng)類儀表、實驗分析儀器兩位數(shù)增幅，由于占比不大不足以抵消下行影響。 　　從經(jīng)濟類型上看，民營企業(yè)依然是行業(yè)發(fā)展的中堅力量，三資企業(yè)15年首次出現(xiàn)營收、利潤同比的雙雙負增長。此外，全行業(yè)虧損企業(yè)數(shù)從年初的1307家下降到526家，虧損面逐步收窄。 　　2016年預(yù)判，因需求疲軟集中在兩個領(lǐng)域：一是與傳統(tǒng)流程工業(yè)關(guān)系密切的工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)，二是受房地產(chǎn)業(yè)影響的電工及供應(yīng)類儀表，二者約占全行業(yè)產(chǎn)銷的50%左右。同時，新興產(chǎn)業(yè)的儀器儀表需求尚未成熟，因此，預(yù)計2016年全行業(yè)維持個位數(shù)增長。 　　目前儀器儀表行業(yè)的狀況 　　近幾年 提出“兩化融合”，這是我國裝備制造業(yè)實現(xiàn)升級的重要舉措，也是我國從裝備制造大國向制造強國發(fā)展的重要途徑?！皟苫诤稀敝兴枰男畔⒍际莵碜杂诘讓拥难b備，因此對設(shè)備自動化和生產(chǎn)線自動化提出了很大的需求。 出臺的十大振興規(guī)劃中，紡織、輕工業(yè)、鋼鐵、船舶等都提到了設(shè)備對自動化和智能化的要求。儀器儀表作為知識密集、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，是多學(xué)科的綜合體，是高端制造裝備的不可或缺重要組成部分。 　　另一方面，隨著 對民生關(guān)注的大大提高，一些與民生相關(guān)的需求也提到日程上來。例如對食品、藥品、突發(fā)事故的檢測報警、環(huán)境和氣候監(jiān)測等相關(guān)的儀器儀表的要求源源不斷的出現(xiàn)，可以說抓住一個問題就能在激烈的競爭中贏得一片市場，這就需要儀器企業(yè)多加強民生意識，不斷挖掘近在咫尺的市場潛力，讓高科技儀器真正造福于社會。我國儀器儀表工業(yè)在起步比較晚的情況下，經(jīng)過20年不懈的努力，成為常用儀器儀表的生產(chǎn)大國，市場銷售的呢額屢創(chuàng)新高，研發(fā)和生產(chǎn)體系也日益健全。經(jīng)過飛速發(fā)展，我國的儀器儀表市場競爭格局悄然發(fā)生改變。目前，變送器、執(zhí)行器、測繪儀器、金屬材料試驗機等產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界前列，實驗分析儀器等中產(chǎn)品的市場占有率不斷上升，行業(yè)技術(shù)上總體已達到的中等國際水平，少數(shù)產(chǎn)品接近或達到當(dāng)前較高國際水平。 　　隨著節(jié)能降耗、減少排放和低碳經(jīng)濟成為 長期國策，出現(xiàn)了一批高速發(fā)展的新型產(chǎn)業(yè)。例如風(fēng)電、核電、智能電網(wǎng)、高速列車和軌道交通等，這些產(chǎn)業(yè)對儀器儀表來說都是巨大的市場增長點。在風(fēng)電領(lǐng)域， 將按照融入大電網(wǎng)，建設(shè)大基地的要求，力爭用10多年時間形成幾個上千萬千瓦級的風(fēng)電基地，風(fēng)電總裝機容量的目標(biāo)從原規(guī)劃的2020年達到3000萬千瓦已經(jīng)至如今的1億千瓦。這些領(lǐng)域的政策調(diào)整將使一部分儀器儀表行業(yè)傳統(tǒng)的市場需求有所減少，提醒各方對市場的重新認知和定位。 　　儀器儀表行業(yè)未來的發(fā)展方向 　　《2015-2020年中國儀器儀表用零件行業(yè)發(fā)展分析及投資潛力研究報告》顯示，就2015年市場交易份額來看，儀表行業(yè)細分產(chǎn)品比重較大的仍然是專用儀表，主要集中在實驗儀表和分析儀表。就分析儀表來看，目前需求量不僅在日常生活方面、工業(yè)方面也獲得了增長，需求量大造就了其2016年發(fā)展較為穩(wěn)定，仍然是整個行業(yè)穩(wěn)定的市場。而近幾年由于實驗和分析方面的應(yīng)用也開始日益增大，尤其是在實驗過程中計量儀表領(lǐng)域，有著充足的發(fā)展空間。2015年霧霾的影響也造就了環(huán)境監(jiān)測專用儀器儀表的市場增大，環(huán)境保護問題也成為了2016年主要針對問題之一。上市企業(yè)類似于金卡股份、川儀股份，在其原有主營燃氣表、水表業(yè)務(wù)同時也轉(zhuǎn)型拓展環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)。 　　如今約1/3高端儀器仍依賴于進口；另有1/3儀器的國產(chǎn)品與進口品的水平已完全相當(dāng)。提高行業(yè)整體競爭力，繼續(xù)縮短我國儀器技術(shù)與國外先進技術(shù)水平的差距需要政府的統(tǒng)籌與扶持。 　　政府統(tǒng)籌規(guī)劃。國產(chǎn)科學(xué)儀器由政府部門歸口管理，統(tǒng)籌制訂規(guī)劃，支持以骨干企業(yè)為龍頭，以產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合，建立 級技術(shù)中心，重點解決制造工藝、關(guān)鍵零部件、精密加工、軟件開發(fā)、行業(yè)標(biāo)準等主要問題，現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)水平和應(yīng)用能力。 　　相關(guān)政策扶持。根據(jù)實際需要鼓勵應(yīng)用國產(chǎn)儀器，建立首臺示范項目。探索內(nèi)外資企業(yè)聯(lián)合投標(biāo)，國產(chǎn)儀器與外資技術(shù)配套等方式達到“市場換技術(shù)”的效果。相關(guān)政府部門應(yīng)給國產(chǎn)檢測儀器足夠的話語權(quán)，提供推介、展示的平臺。 　　隨著政策的東風(fēng)，國產(chǎn)儀器的發(fā)展勢必更加迅速、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來，相信這種夾縫中發(fā)展的荊棘之路將成為國產(chǎn)儀器騰飛的動力。 　　(原標(biāo)題：工業(yè)4.0戰(zhàn)略為儀器儀表行業(yè)展現(xiàn)發(fā)展新藍圖 )