熱電偶電路的應用

圖4：集成了冷結點補償的ADC，將熱電偶電壓轉換為溫度，無需外部元件。

表1：幾種常用的熱電偶類型。

表2：測量值取自不同烤箱內的冷結點和熱結點溫度。冷結點溫度范圍：-40℃至+85℃，熱結點溫度保持在+100℃。

表3：測量值取自不同烤箱內的冷結點和熱結點溫度。冷結點溫度范圍：-40℃至+85℃，熱結點溫度保持在+100℃。表中的熱結點測量值經過補償。

表4：測量值取自不同烤箱內的冷結點和熱結點溫度。冷結點溫度范圍：0℃至+70℃，熱結點溫度保持在+100℃。表中的熱結點測量值是電路提供的十進制數字。

選擇冷結點結溫測量器件

為了實現冷結點補償，必須確定冷結點溫度，這可以通過任何類型的溫度檢測器件實現。在通用的溫度傳感器IC、熱電調節器和RTD中，不同類型的器件具有不同的優缺點，需要根據具體應用進行選擇。對于精度要求非常高的應用，經過校準的鉑RTD能夠在很寬的溫度范圍內保持較高精度，但其成本很高。精度要求不是很高時，采用熱敏電阻和硅溫度傳感器IC能夠提供較高的性價比，熱敏電阻比硅IC具有更寬的測溫范圍，而溫度傳感器IC具有更高的線性度，因而性能指標更好一些。修正熱敏電阻的非線性會占用較多的微控制器資源。溫度感應IC具有出色的線性度，但測溫范圍很窄。

因此，必須根據系統的實際需求選擇冷結點溫度測量器件，需要仔細考慮精度、溫度范圍、成本和線性指標，以便得到最佳的性價比。

查找表方法

一旦你建立了一種冷結點補償的方法，補償輸出電壓必須轉換成相應的溫度，一種簡單的方法是采用來自NBS的查找表。用軟件實現查找表需要存儲器來存儲，但是在需要連續不斷地進行測試時，這些表提供了一種快速和準確的解決方案。兩種用于將熱偶電壓轉換成溫度的其他方法需要不僅僅是查找表，這兩種方法是：使用多項式系數的線性近似值和熱電偶輸出信號的模擬線性化。

軟件線性值很流行，這是因為除了預先定義了的多項式系數以外，不需要存儲。這種方法的缺點是與多階多項式(multiple-order polynomial)相關的處理時間問題。對于更多階的多項式，處理時間進一步增加。對于需要多次多項式的溫度測量應用來說，查找表可能比線性近似值方法更有效且更準確。

在軟件用來實現測量電壓到溫度(除了手動搜索查找表以外)的轉換之前，人們通常采用模擬線性化方法。這種基于硬件的方法使用模擬電路來修正熱偶響應的非線性。其準確性決定于采用近似修正的階數。這種方法依然廣泛應用在那些接收熱偶信號的萬用表中。