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(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(zhǔn)確度，熱慣性及復(fù)現(xiàn)性好，溫度測量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，適用于信號(hào)的遠(yuǎn)傳，自動(dòng)記錄和集中控制，在溫度測量占有重要的地位。 　　其優(yōu)點(diǎn)是有三： 　　一、 測量精度高。因熱電偶直接與被測對(duì)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(dá)+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(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， 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， 測量時(shí)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(diǎn) 2 要求溫度恒定，稱為參考端（或冷端）。 　　2.3 測量及冷端補(bǔ)償原理 　　在實(shí)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(bǔ)償熱熱端溫度； 　　因此在實(shí)際測量計(jì)算公式： 　　實(shí)際溫度=熱端熱電勢對(duì)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(jì)算公式計(jì)算測我們實(shí)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(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(hào)輸入： 　　VR+： VDDA S+： AIN0 　　VR-： VSS S-： AIN1 　　3.3:測量原理及計(jì)算 　　3.3.1遠(yuǎn)端的測量 　　ADC輸入信號(hào)采用交叉量測的方式以扣除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^交叉測量可以減小信號(hào)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(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)際測量溫度=GAIN* VIN + {( / TPSGAIN) -289} 　?。▊渥ⅲ篤IN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完成熱電偶測溫系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)： 　　? 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(shí)現(xiàn)冷端; 　　6：參考數(shù)據(jù) 　　1：HY11P12 Datasheet: 　　2：User’s Guide:

　　【中國制藥網(wǎng) 產(chǎn)品資訊】鎧裝熱電偶是工業(yè)溫度測量中應(yīng)用廣泛的溫度傳感器，通常與溫度變送器（FUSIDE PL74）、調(diào)節(jié)器以及顯示儀表（FUSIDE PL81）等配套使用，同時(shí)，也可以作為裝配式熱電偶的感溫元件配合使用。與裝配式熱電偶相比，鎧裝熱電偶具有： 　　1)測溫范圍寬，可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從-200℃~1150℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽、氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。 　　2)產(chǎn)品性能穩(wěn)定，鎧熱電偶的偶絲由于受到絕緣材料和金屬套管的保護(hù)，偶絲不易被有害介質(zhì)所侵蝕，產(chǎn)品長期穩(wěn)定性好。 　　3)測量動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，鎧裝熱電偶的內(nèi)部是由偶絲、高絕緣氧化鎂粉、外套不銹鋼保護(hù)管，經(jīng)多次一體拉制而成；熱響應(yīng)時(shí)間少，減少動(dòng)態(tài)誤差，同時(shí)具有良好的耐振動(dòng)、抗沖擊性能，因而它的使用壽命較普通熱電偶更長。 　　4)響應(yīng)時(shí)間快，產(chǎn)品小直徑可達(dá)到0.5mm，適用于要求快速反應(yīng)，微型化等特殊測溫場合應(yīng)用。 　　5)可彎曲使用，鎧裝熱電偶具有可彎曲性能，因此適合于構(gòu)造較為復(fù)雜，狹小設(shè)備或管道的溫度測量。 　　弗賽德產(chǎn)品基本都是為客戶定制開發(fā)，并非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，目前鎧裝熱電偶產(chǎn)品分為三種結(jié)構(gòu)形式：接線盒式，插頭式和導(dǎo)線式。 　　圖1：接線盒式結(jié)構(gòu) 　　接線盒式結(jié)構(gòu)：主要由接線盒、接線柱和鎧裝熱電偶組成基本結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場使用從接線盒內(nèi)部接線柱接線，接線盒防護(hù)等級(jí)可達(dá)到IP65，本結(jié)構(gòu)產(chǎn)品可選φ3-8mm外徑鎧裝熱電偶， B型接線盒可選配溫度變送器（FUSIDE PL7401），通過計(jì)算機(jī)組態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)4-20mA模擬量或HART協(xié)議輸出。 　　圖2：插頭式結(jié)構(gòu) 　　插頭式結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品主要由熱電偶專用快速插頭，連接件和鎧裝偶絲組成；快速插拔式接頭，極大的提高了現(xiàn)場連接效率的使用要求；由于插頭式產(chǎn)品利用連接件將插頭與偶絲進(jìn)行連接固定，所以對(duì)偶絲外徑?jīng)]有限制要求，可滿足所有直徑的鎧裝偶絲的選擇。 　　圖3：導(dǎo)線式結(jié)構(gòu) 　　導(dǎo)線式結(jié)構(gòu)：導(dǎo)線式產(chǎn)品是通過中間專用連接件將偶絲與熱電偶導(dǎo)線進(jìn)行固定連接，此結(jié)構(gòu)產(chǎn)品可根據(jù)用戶現(xiàn)場實(shí)際需求進(jìn)行配置導(dǎo)線長度，減少因現(xiàn)場導(dǎo)線對(duì)接導(dǎo)致的產(chǎn)品故障發(fā)生幾率；導(dǎo)線式結(jié)構(gòu)產(chǎn)品可滿足所有偶絲直徑的選擇，特別是在0.5mm/1.0mm小直徑偶絲結(jié)構(gòu)上，是 的結(jié)構(gòu)形式選擇；另外我們還可根據(jù)用戶現(xiàn)場安裝需求或條件，設(shè)計(jì)不同形式的測量端形狀，提高了用戶現(xiàn)場的適用性，以幫助客戶獲得更精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)。 　　截止到目前為止，F(xiàn)USIDE PL7221鎧裝熱電偶已經(jīng)成功應(yīng)用于航空航天、生物制藥、計(jì)量校準(zhǔn)、科研機(jī)構(gòu)、高等院校、有色冶金、發(fā)電設(shè)備、軌道交通等三十多個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域，弗賽德開發(fā)了眾多卓越的產(chǎn)品方案，已經(jīng)為用戶設(shè)計(jì)了上百種不同形式的鎧裝熱電偶產(chǎn)品，并獲得客戶的肯定與高度評(píng)價(jià)。