嵌入温度电路设计

在热电偶网络中，TC1是处于实际温度测量点的热电偶。TC2是和TC1相同型号的第二个热电偶。TC1和TC2都是E型热电偶。热电偶TC3和TC4是硬件实现所需配件，它们连接TC1和TC2到PCB的铜线 。
4个热电偶有3个放置在同温单元中使它们保持在给定温度。用模拟增益单元获得所有4个热电偶的等效输出电压并进行滤波。增益单元有一个单电源CMOS放大器（MCP601），配置做为一个2阶低通切比雪夫滤波器。放大器的输出信号用12位A/D变换器（MCP3201）数字化。MCP3201输出码串行送到微控制器（PIC12C508），微控制器把来自热电偶网络的电压变为用摄氏或华氏表示的温度。
热电偶由两个不同的金属构成。在E型热电偶中，两种金属是铬镍和康铜。热电偶所产生的电压通常称之为EMF（电动势）电压，它代表热电偶两端的温度差。此电压随温度变化，不用任何电流或电压激励。
热电偶EMF电压参照0C是很容易定义的。用图1所示的感测电路，从TC1和TC4中扣除TC2和TC3的电压。因为TC3和TC4的材料和温度是相同的，所以这些结对测量误差的贡献是零。TC2用于从测量点热电偶（TC1）扣除同温单元温度误差，使TC1的EMF电压以0C为其准。每个热电偶温度感测电路都需要第2个温度电路消除PCB上由不希望热电偶的引起的误差。第二个温度电路通常用增加一个热敏电阻的简单电路设计。
热电偶所产生EMF电压的范围从几微伏到几十毫伏。此电压是可重
复的，但是，是非线性的，可用查表法从系统中消除这种非线性。在信号调理电路中需要一个模拟增益级。假若在测量点的温度范围为250C~6000C，则MCP601放大器的滤波器/增益级合适的增益设置应为104V/V。
二极管测温电路
二极管测温电路示于图2.在此温度感测元件是用IN4148(Fairchild公司)二极管。对于不需要高精度的应用来说，二极管是有用的、便宜的温度感测器件。假若用恒流激励它，则标准二极管(如IN4148)电压随温度的变化是~5mv/0C。用电流激励，二极管具有相当好的线性电压-温度性能。电压激励（VDIODE）与跨接在二极管上随温度变化的电压之比值越大，线性误差就越小。表1列出3个电压基准，其中10V提供最好的线性度。应当注意，基准电压的变化改变流经二极管的电流。因此，建议对于较高精度应用应采用精确电压基准。