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| 電流型熱電偶溫度傳感器 |
| 發(fā)布時(shí)間：2017-11-29 14:46:10 點(diǎn)擊次數(shù)： |
熱電偶是工業(yè)上廣泛使用的溫度傳感器，它很大的優(yōu)勢(shì)就在于溫度測(cè)量范圍極寬，理論上從-270℃的極低溫度到2800℃的超高溫度都可以測(cè)量，并且實(shí)際應(yīng)用中在600℃-2000℃的溫度范圍內(nèi)可以進(jìn)行很精確的溫度測(cè)量。熱電偶測(cè)溫的原理是基于熱電轉(zhuǎn)換效應(yīng)。雖然它集放熱、轉(zhuǎn)換為一體，能直接實(shí)現(xiàn)溫度到電壓的輸出，但輸出幅度很微小。如K型熱電偶的靈敏度為0.04mv/℃。因此，對(duì)其信號(hào)必須進(jìn)行放大。
電流型熱電偶作為感溫元件，采集溫度信號(hào)；鉑電阻作為補(bǔ)償電阻，補(bǔ)償熱電偶的冷端溫度；XTR101為小信號(hào)處理專(zhuān)用芯片，將輸入的微弱信號(hào)放大后便于遠(yuǎn)端傳輸；RL為遠(yuǎn)端的負(fù)載電阻，便于電信號(hào)的測(cè)量。
在實(shí)際的工業(yè)化需求中，往往需要設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的變送器，以便與儀表和后續(xù)接口電路兼容。在輸出為模擬信號(hào)時(shí)，有電壓型和電流型兩種變送器。電壓型變送器的輸出為0～5v，雖然其在信號(hào)處理方面具有優(yōu)勢(shì)，但抗干擾能力較差，在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)信號(hào)衰減大，而電流型變送器卻在這方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。因此在工業(yè)實(shí)踐中得以廣泛應(yīng)用。
電流型熱電偶的輸出電壓很小，并且需要通過(guò)冷端補(bǔ)償確保測(cè)量精度，因此熱電偶信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn)。MAX31850/MAX31851是業(yè)內(nèi) 在單顆芯片中集成分立的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、高精度基準(zhǔn)、用于冷端補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅骱?-Wire總線(xiàn)接口的方案。靈活的轉(zhuǎn)換器架構(gòu)適用于多種類(lèi)型的熱電偶，有效加速系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)程、降低系統(tǒng)成本、簡(jiǎn)化材料清單(BOM)。MAX31850/MAX31851還能夠識(shí)別熱電偶開(kāi)路或短路故障，避免錯(cuò)誤的溫度讀數(shù)或系統(tǒng)故障。微控制器可在任意時(shí)刻讀取故障狀態(tài)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行、避免高額的維修成本。
熱電偶溫度傳感器所提供的足夠大的電阻變化使得這些敏感元件非常適用于窄的測(cè)量范圍。如果測(cè)量范圍相當(dāng)大時(shí)，熱電偶更適用。很好將冰點(diǎn)也包括在此范圍內(nèi)，因?yàn)闊犭娕嫉姆侄缺硎且源藴囟葹榛鶞?zhǔn)的。已知范圍內(nèi)的傳感器線(xiàn)性也可作為選擇傳感器的附加條件。響應(yīng)時(shí)間通常用時(shí)間常數(shù)表示，它是選擇傳感器的另一個(gè)基本依據(jù)。當(dāng)要監(jiān)視貯槽中溫度時(shí)，時(shí)間常數(shù)不那么重要。然而當(dāng)使用過(guò)程中必須測(cè)量振動(dòng)管中的溫度時(shí)，時(shí)間常數(shù)就成為選擇傳感器的決定因素。
