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1： 簡(jiǎn)介
在現(xiàn)代化的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),常用熱電偶測(cè)試高溫, 測(cè)試結(jié)果送至主控機(jī)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(shí)現(xiàn)熱電偶測(cè)溫及顯示解決方案。
2：熱電偶測(cè)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(jiǎn)單，使用方便。準(zhǔn)確度，熱慣性及復(fù)現(xiàn)性好，溫度測(cè)量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，適用于信號(hào)的遠(yuǎn)傳，自動(dòng)記錄和集中控制，在溫度測(cè)量占有重要的地位。
其優(yōu)點(diǎn)是有三：
一、 測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。
二、 測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶 到-269℃（如金鐵鎳鉻）， 可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）。
三、 構(gòu)造簡(jiǎn)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(cè)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(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn) 1 和 2 的溫 度不同時(shí)，如果 T ＞ T 0 （如上圖 2-1熱電效應(yīng)）， 在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)， 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(dòng)勢(shì)記為 EAB ，導(dǎo)體 A 、 B 稱為熱電極。接點(diǎn) 1 通常是焊接在一起的， 測(cè)量時(shí)將它置于測(cè)溫場(chǎng)所感受被測(cè)溫度，故稱為測(cè)量端（或工作端，熱 端）。接點(diǎn) 2 要求溫度恒定，稱為參考端（或冷端）。
2.3 測(cè)量及冷端補(bǔ)償原理
在實(shí)際的測(cè)量系統(tǒng)中，冷端不可能恒定，因此測(cè)量是我們需要測(cè)量冷端溫度，來補(bǔ)償熱熱端溫度；
因此在實(shí)際測(cè)量計(jì)算公式：
實(shí)際溫度=熱端熱電勢(shì)對(duì)應(yīng)溫度值 + 冷端溫度
所以在測(cè)量系統(tǒng)中我們需要用熱電偶熱電勢(shì)，及冷端的溫度，在通過上面的計(jì)算公式計(jì)算測(cè)我們實(shí)際的測(cè)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(jī),內(nèi)置 溫度傳感器；同時(shí)通過信號(hào)轉(zhuǎn)置器，可進(jìn)行短路或者交叉測(cè)量；
3.1：測(cè)量網(wǎng)絡(luò)圖
圖1：測(cè)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(hào)輸入：
VR+： VDDA S+： AIN0
VR-： VSS S-： AIN1
3.3:測(cè)量原理及計(jì)算
3.3.1遠(yuǎn)端的測(cè)量
ADC輸入信號(hào)采用交叉量測(cè)的方式以扣除OFFSET，計(jì)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(cè)量可以減小信號(hào)線的OFFSET）
3.3.2：冷端的測(cè)量
冷端主要是測(cè)量采用內(nèi)部TPS來測(cè)量冷端的溫度，其量測(cè)方式如下：
TPS 計(jì)算方式：
3.4:校正及其計(jì)算
DEMO采用兩點(diǎn)校正，在校正過程中確保冷端的環(huán)境溫度兩點(diǎn)都是一樣的。校正點(diǎn)的ADC為：VIN50，VIN250，以50°，250°為校正點(diǎn)為例：
250°= GAIN*VIN250+{ ( / TPSGAIN)-289}……………….(1)
50°= GAIN*VIN50+ {( / TPSGAIN)-289}…………………(2)
(備注：GAIN 為熱電偶測(cè)溫度校正系數(shù)，VIN250為250C校正點(diǎn)對(duì)應(yīng)ADC 輸出內(nèi)碼，VIN50為50C校正點(diǎn)對(duì)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(jì)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(shí)際測(cè)量溫度=GAIN* VIN + {( / TPSGAIN) -289}
（備注：VIN為熱電偶輸入信號(hào)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(hào)
測(cè)量訊號(hào)：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(cè)溫系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：
? 電路簡(jiǎn)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(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)冷端;
6：參考數(shù)據(jù)
1：HY11P12 Datasheet:
2：User’s Guide:
4大優(yōu)勢(shì)值得信賴
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