应用笔记 430

利用电压基准补偿热电偶冷端


摘要 : 本文讨论了如何利用一个带结温引脚的精密电压基准(MAX873)偏置各种热电偶的参考点。

带有TEMP输出的电压基准芯片(如下图所示)可用于补偿普通热电偶的参考点(冷端)。

该电路利用电压基准IC输出的TEMP和VOUT电压补偿热电偶的冷端
该电路利用电压基准IC输出的TEMP和VOUT电压补偿热电偶的冷端

热电偶由两种不同的金属连接而成,由于塞贝克效应,会产生一个预知的随温度变化的输出电压:

热电偶类型
(ANSI标记)
塞贝克系数
J (铁-铜镍合金)
52.3µV/°C
T (铜-铜镍合金)
42.8µV/°C
K (镍铬合金-铝)
40.8µV/°C
S (铂-含铑10%的铂)
6.4µV/°C

在实际测试中,电压表连接构成了第二个热电偶(冷端),电压表测得的电压反映了热电偶温度(测试点)与冷端温度之差,因此,必须保证冷端温度是已知的,例如:将冷端置入冰槽中,或施加一个补偿电压使环境温度变化时冷端保持0°C。冰槽的稳定性能够保证0°C时输出0V,但在多数情况下,这种要求是不切实际的。

IC1的输出基准电压(VOUT)为2.5V,TEMP端输出电压与温度成正比,25°C时测得的TEMP输出电压为608mV,温度系数(TCVTEMP)为2mV/°C。调节R1使V1等于热电偶的塞贝克系数,调节R2使V2等于V1在0°C时的输出电压(对于J型热电偶,R1 = 5360Ω,R2 = 1180Ω)。

为保证测试精度,IC应与冷端有较好的导热通路,所有电阻的温度系数至少为±5ppm/°C;通过调整电位器使(V1 - V2)等于已知环境温度下的热电偶输出电压,可以对系统进行校准。


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