热电偶电路的应用

图4：集成了冷结点补偿的ADC，将热电偶电压转换为温度，无需外部元件。

表1：几种常用的热电偶类型。

表2：测量值取自不同烤箱内的冷结点和热结点温度。冷结点温度范围：-40℃至+85℃，热结点温度保持在+100℃。

表3：测量值取自不同烤箱内的冷结点和热结点温度。冷结点温度范围：-40℃至+85℃，热结点温度保持在+100℃。表中的热结点测量值经过补偿。

表4：测量值取自不同烤箱内的冷结点和热结点温度。冷结点温度范围：0℃至+70℃，热结点温度保持在+100℃。表中的热结点测量值是电路提供的十进制数字。

选择冷结点结温测量器件

为了实现冷结点补偿，必须确定冷结点温度，这可以通过任何类型的温度检测器件实现。在通用的温度传感器IC、热电调节器和RTD中，不同类型的器件具有不同的优缺点，需要根据具体应用进行选择。对于精度要求非常高的应用，经过校准的铂RTD能够在很宽的温度范围内保持较高精度，但其成本很高。精度要求不是很高时，采用热敏电阻和硅温度传感器IC能够提供较高的性价比，热敏电阻比硅IC具有更宽的测温范围，而温度传感器IC具有更高的线性度，因而性能指标更好一些。修正热敏电阻的非线性会占用较多的微控制器资源。温度感应IC具有出色的线性度，但测温范围很窄。

因此，必须根据系统的实际需求选择冷结点温度测量器件，需要仔细考虑精度、温度范围、成本和线性指标，以便得到最佳的性价比。

查找表方法

一旦你建立了一种冷结点补偿的方法，补偿输出电压必须转换成相应的温度，一种简单的方法是采用来自NBS的查找表。用软件实现查找表需要存储器来存储，但是在需要连续不断地进行测试时，这些表提供了一种快速和准确的解决方案。两种用于将热偶电压转换成温度的其他方法需要不仅仅是查找表，这两种方法是：使用多项式系数的线性近似值和热电偶输出信号的模拟线性化。

软件线性值很流行，这是因为除了预先定义了的多项式系数以外，不需要存储。这种方法的缺点是与多阶多项式(multiple-order polynomial)相关的处理时间问题。对于更多阶的多项式，处理时间进一步增加。对于需要多次多项式的温度测量应用来说，查找表可能比线性近似值方法更有效且更准确。

在软件用来实现测量电压到温度(除了手动搜索查找表以外)的转换之前，人们通常采用模拟线性化方法。这种基于硬件的方法使用模拟电路来修正热偶响应的非线性。其准确性决定于采用近似修正的阶数。这种方法依然广泛应用在那些接收热偶信号的万用表中。