新闻中心

EEPW首页 > 模拟技术 > 设计应用 > HY11P12热电偶测温

HY11P12热电偶测温

作者:时间:2011-06-01来源:电子产品世界收藏

1: 简介

       在现代化的工业现场,常用测试高温, 测试结果送至主控机或者由数字显示设备显示出来; 本文介绍采用纮康科技HY11P12实现测温及显示解决方案。

2:测温原理说明

       2.1 引言

       热电偶是工程应用最广泛的温度传感器之一,它具有构造简单,使用方便。准确度,热惯性及复现性好,温度测量范围宽等优点,适用于信号的远传,自动记录和集中控制,在温度测量占有重要的地位。 

       其优点是有三:

       一、 测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

       二、 测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。

       三、 构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制。

       2.2:热电偶原理

       热电偶的测温原理基于热电效应。其是将两种不同材料的导体 A 和 B 串接成一个闭合回路,当两个接点 1 和 2 的温 度不同时,如果 T > T 0 (如上图 2-1热电效应), 在回路中就会产生热电动势, 在回路中产生一定大小的电流,此种现象称为 热电效应 。
                            
                                                            图2-1
       
       热电动势记为 EAB ,导体 A 、 B 称为热电极。接点 1 通常是焊接在一起的, 测量时将它置于测温场所感受被测温度,故称为测量端(或工作端,热 端)。接点 2 要求温度恒定,称为参考端(或冷端)。 

       2.3 测量及冷端补偿原理

       在实际的测量系统中,冷端不可能恒定,因此测量是我们需要测量冷端温度,来补偿热热端温度;
       因此在实际测量计算公式:
                         实际温度 = 热端热电势对应温度值 + 冷端温度
       所以在测量系统中我们需要用热电偶热电势,及冷端的温度,在通过上面的计算公式计算测我们实际的测量温度;

3: 系统架构及原理说明

       系列集成高精度Σ-Δ ADC单片机,内置绝对温度传感器;同时通过信号转置器,可进行短路或者交叉测量;

        3.1:测量网络图


 
                                                          图1:测量网络图

        3.2:ADC 网络设置
 
叁考电压:                           热电耦信号输入:
       VR+: VDDA                             S+: AIN0
       VR-: VSS                                S-:  AIN1
  
        3.3:测量原理及计算

        3.3.1远端的测量

ADC输入信号采用交叉量测的方式以扣除OFFSET,计算公式如下:
     Vin=VADC2+VADOffset……(1)
     -(Vin)=VADC1+VADOffset……(2)
     Vin=[(1)-(2)]/2=[VADC2-VADC1]/2
   (备注:通过交叉测量可以减小信号线的OFFSET)
 


           3.3.2:冷端的测量

冷端主要是测量采用内部TPS来测量冷端的温度,其量测方式如下:
 


TPS 计算方式:
 


       3.4:校正及其计算

       DEMO采用两点校正,在校正过程中确保冷端的环境温度两点都是一样的。校正点的ADC为:VIN50,VIN250,以50°,250°为校正点为例:
          250°=  GAIN*VIN250+{ (  / TPSGAIN)-289}……………….(1)
          50° =  GAIN*VIN50+ {(  / TPSGAIN)-289}…………………(2)
(备注:GAIN 为热电偶测温度校正系数,VIN250为250C校正点对应ADC 输出内码,VIN50为50C校正点对应ADC 输出内码, TPGAIN 为内部TPS斜率常数)
            联立解方程式(1),(2)求出GAIN
            把GAIN带入(1),计算出目前环境温度TEMP;
            把环境温度带代入(3)求出TPS的斜率:
         TPSGAIN= /(289+TEMP)……………………………………………(3)
              实际测量温度= GAIN* VIN + {(  / TPSGAIN) -289}
            (备注:VIN为热电偶输入信号ADC值)

        3.5:电路图


4: 芯片规格

       4.1:操作环境
      芯片数字电压:2.2V to 3.6V@±0.1V
      芯片模拟电压:2.4Vto 3.6V@±0.1V
      芯片操作电流:(VDDA not Load)
      800uA@ ADC、no buffer
      350uA@Analog off
      休眠电流:0.8uA
      操作温度范围:–40°C to +85°C

      4.2:模拟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:输入讯号

      测量讯号:热电偶输入且冷端采用芯片内置TPS温度传感器

本文引用地址:http://count.eepw.com.cn/count/doRedirect?http://www.eepw.com.cn/article/119998.htm

5:结论
      此应用解决方案采用HY11P12完成热电偶测温系统,具有以下特点:
  电路简单,且具有高精度,低温漂系数;
  使用内建的TPS 温度传感器可简单的实现冷端;

6:参考数据
      1:HY11P12 Datasheet: http://www.hycontek.com/page2.html
      2:User’s Guide: http://www.hycontek.com/page2.html



关键词: 热电偶 HYCON HY11P

评论


相关推荐

技术专区

关闭