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摘要:本應(yīng)用筆記介紹了可以用作溫度測(cè)量探頭的簡(jiǎn)單電路,探頭測(cè)量的溫度既可以是探針末端的溫度,也可以是安裝了溫度傳感器的pcb溫度。本文給出了電路圖和相關(guān)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)采用了max6610溫度傳感器。 圖1所示的簡(jiǎn)易溫度測(cè)量探頭是電路故障排查和調(diào)試中不可缺少的工具,它既可以測(cè)量探針末端的溫度,也可以測(cè)量安裝了溫度傳感器ic (該設(shè)計(jì)采用max6610溫度傳感器)的電路板溫度。電阻r1至r3能夠調(diào)整輸出幅度,如表1所示。 圖1. 簡(jiǎn)單的溫度檢測(cè)電路 表1. 不同的dmm讀數(shù)比例系數(shù)對(duì)應(yīng)不同的電阻值* 任何數(shù)字電壓表或手持式數(shù)字萬(wàn)用表都可以用來(lái)讀取數(shù)據(jù)。所需電源電壓大約為3v,最好采用兩節(jié)aa堿性電池或單節(jié)紐扣式鋰電池供電。典型的電源電流大約為0.2ma,單節(jié)cr2016電池可以支持電路連續(xù)運(yùn)行幾百小時(shí),如果電路裝配一個(gè)如圖所示的常開按鍵開關(guān),則可連續(xù)運(yùn)行幾年。 在恒溫油槽應(yīng)用中,將傳感器輸出電壓與溫度的關(guān)系曲線(圖2)與標(biāo)準(zhǔn)的鉑電阻溫度傳感器的測(cè)量值進(jìn)行比較,得出圖3所示的誤差曲線,有關(guān)測(cè)量誤差和輸出范圍的詳細(xì)信息,請(qǐng)參考max6610數(shù)據(jù)資料。
對(duì)于電子線路的故障排除和調(diào)試,圖1中的簡(jiǎn)單溫度測(cè)量探頭可充當(dāng)一種不可缺的工具。如需測(cè)量幾個(gè)點(diǎn)的溫度,可為ic1(maxim max6610)配備一個(gè)探頭,或者可以永久地將一個(gè)或多個(gè)器件整合到印制電路板上,或把它們連接到各個(gè)元件。電阻器r1、r2、r3把電路的溫度定標(biāo)電壓輸出設(shè)定為各個(gè)值(表1)。圖2展示了電路在各個(gè)溫度的代表性輸出。 可在任何dvm(數(shù)字伏特計(jì))或手持dmm(數(shù)字萬(wàn)用表)上顯示電路與溫度成比例的直流輸出電壓。該電路依靠標(biāo)稱電壓為3v的電源(比如一對(duì)aa堿性電池),僅消耗 200ma電流。如果為該電路配備常開型瞬間接觸按鈕開關(guān),則cr2016 紐扣式鋰電池能使該電路連續(xù)工作數(shù)百小時(shí)或數(shù)年。 如需產(chǎn)生圖3中的誤差曲線,可把該電路和鉑電阻標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)浸沒在溫控式油槽中。該電路關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的相對(duì)誤差在 -40℃~ +125℃,范圍僅變化4℃。max6610的數(shù)據(jù)資料包含了關(guān)于溫度測(cè)量誤差和輸出范圍的更多信息(見參考資料1)。 如需把該電路用作溫度探頭,可把一段5mm長(zhǎng)直徑為1mm的非絕緣銅線直接焊接到ic1的 gnd 引腳的小尺寸銅焊盤上
準(zhǔn)參考點(diǎn),但在大多數(shù)應(yīng)用中獲得一個(gè)冰點(diǎn)參考溫度不太現(xiàn)實(shí)。如果冷結(jié)點(diǎn)溫度不是0℃,那么,為了確定實(shí)際熱結(jié)點(diǎn)溫度必須已知冷結(jié)點(diǎn)溫度。考慮到非零冷結(jié)點(diǎn)溫度的電壓,必須對(duì)熱電偶輸出電壓進(jìn)行補(bǔ)償,即所謂的冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償。 圖1:a. 環(huán)路電壓由熱電偶兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的溫差產(chǎn)生。b. 常見的熱電偶配置由兩條金屬線連接在一結(jié)點(diǎn),每條線的開路結(jié)點(diǎn)與銅恒溫線連接。 圖2:本地溫度檢測(cè)ic(max6610)確定冷結(jié)點(diǎn)溫度。熱電偶和冷結(jié)點(diǎn)溫度傳感器輸出電壓由16位adc(max7705)轉(zhuǎn)換。 圖3:遠(yuǎn)結(jié)點(diǎn)二極管靠近冷結(jié)點(diǎn)安裝檢測(cè)溫度。max6002為adc提供2.5v基準(zhǔn)電壓。 圖4:集成了冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償?shù)腶dc,將熱電偶電壓轉(zhuǎn)換為溫度,無(wú)需外部元件。 表1:幾種常用的熱電偶類型。 表2:測(cè)量值取自不同烤箱內(nèi)的冷結(jié)點(diǎn)和熱結(jié)點(diǎn)溫度。冷結(jié)點(diǎn)溫度范圍:-40℃至+85℃,熱結(jié)點(diǎn)溫度保持在+100℃。