熱電偶放大電路圖

1、熱電偶放大電路圖圖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，例如，電池供電的熱電偶放大電路等。由J：采用了與開關(guān)電 容的組合以及零漂移運(yùn)算放大器的匚藝，因此，LTC2053的輸入偏移電圧最大為10 MV, 共模抑制比CHRR和電源抑制比PSRR達(dá)到116dBo最理想的匸作電源采用低電壓到11V 的單電源或5V的雙電源，另外，由丁消耗電流非常低，典型值為85upA,因此，應(yīng) 用電池供電的放大器非常理想。調(diào)節(jié)Rl、RP1和R2可方便對電路增益進(jìn)行編程。作為熱電偶放大器必須滿足一些特殊耍求，通常釆用的K型熱電偶的靈敏度為 C,而電路的輸出

2、一般耍求為10mV/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丁-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R3)保護(hù)電阻允許承受100V故障電圧。本模塊包括電圧式溫度傳感器TMP35和K型熱電偶。其中熱電偶的工作原理是根 據(jù)熱端和冷端的溫度差而產(chǎn)生電勢差。由于實(shí)際測量時(shí)，冷

3、端的溫度往往不是0C,所 以要對熱電偶進(jìn)行溫度補(bǔ)償。熱電偶溫度補(bǔ)償公式如下：E(t, O)=E(t, tO)+E(tO, 0)其中，E(tO, 0)是實(shí)際測量的電動勢，t代表熱端溫度，t0代表冷端溫度，0 代表0C。在現(xiàn)場溫度測量中，由于熱電偶冷端溫度一般不為0C,而是在一定范圉內(nèi) 變化著，因此測得的熱電勢為E(t, t0)。如果要測得真實(shí)的彼測溫度所對應(yīng)的熱電勢E(t, 0),就必須補(bǔ)償冷端不是0C所需的補(bǔ)償電勢E(tO, 0),而該補(bǔ)償電勢隨冷 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)溫度補(bǔ)償電路的原理圖。圖中，溫度傳感器THP35很好的完成

4、了溫度補(bǔ)償工作，TMP35輸出的電圧先經(jīng)電阻分圧，再經(jīng)放大器放大，就是K型熱電偶 對應(yīng)的E(tO, 0)o1R1K型熱電偶補(bǔ)償后的電勢24.9k Q冷端R2102kQ圖2 K型熱電偶溫度補(bǔ)償原理圖查看原圖(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CC1000的初始化，在等待狀態(tài)時(shí)接收C8051F020的數(shù)據(jù)包，并通過CC1000發(fā)送。電路中LTC1025對熱電偶進(jìn)行溫度補(bǔ)償，

5、確保在各種環(huán)境條件下溫度的測量精 度,并要靠近熱電偶的節(jié)點(diǎn)安裝，以便對溫度進(jìn)行最佳的跟蹤。LTC1025對不同的環(huán)境 溫度輸出相應(yīng)的電圧，輸出靈敏度為10mV / C,因此,0C時(shí)輸出電圧為10mV,室溫(25C ) 時(shí)輸出250mVo測量探頭溫度相應(yīng)的電床是補(bǔ)償電斥和被放大的熱電偶電圧之和，補(bǔ)償 電路的輸出端與LTC2053的REF (5腳)輸入端連接的所有這一切都耍加上這兩種電壓。 對這種電路結(jié)構(gòu)，考慮的僅是校正的電圧必需能供出或吸收反饋電阻中電流。由丁 LTC1025只供岀電流，因此，可采用緩沖器LTC2050驅(qū)動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，對于有效的輸出探頭和放大器單元的溫度都必須超 過0C。若需要對負(fù)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的話，可釆用簡單的充電泵變換器，例如LTC1O46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,可以釆用單個(gè)LTC1025和緩沖放大器去修正LTC2053熱電偶放大器的不同通道。由J：LTC2033工作于釆樣的輸入信號，因此，感興趣的頻率一般低丁兒白Hz,這樣，在反饋 電路中增設(shè)U 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 有助丁-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 提供高阻抗偏置，這