简单的热电偶测量解决方案电路图(精度小于1℃)

步骤1确定系统方案
利用热电偶温度传感器组成的测量电路测出温度变化的电压信号， 以模拟信号的方式传
送到前置差动放大电路，差动放大器电路把传感器输出的微弱信号进行一定倍数的放大，
然 后送如A/D 转换器中。

再由A/D 转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，
传送到显示
电路，最后由显示电路显示数据。

步骤2搭建各电路单元
1 •热电偶温度传感器的测量电路
2.差动放大电路
3. A/D
转换电路及显示电路（单片机）
电热偶 差放 F/¥表
图1.8
7K T 甘臂i 丁国狀来
图1.9
步骤3 电路调试
在实际工作中，要求电路的供电电压为 5V ± 5%如果测量显示值大于某一个超限值，
对应的控制端口就会立即输出高电平。

传感器一般都有一定的误差， 可以微调一下前置放大 电路中的电位器来校正。

如果传感器发生开路故障，显示就会出现"+5V"，如果传感器及其引线发生了短路， 显示 就会立即出现"0V"。

为了防止传感器出现开路或者短路之后可能会引起的不良后果，此时， 控制输出端口都会优先关闭。

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13张十五接线图为您展示热电偶工作原理，老电工多年收藏！一、热电偶介绍：热电偶属于接触式温度测量仪表是工业生产中最常用的温度检测仪表之一。

它直接测量温度，并把温度信号转热电偶换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。

二、热电偶工作原理：热电偶是一种感温元件，它把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在Seebeck电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。

根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。

在热电偶回路中接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。

因此,在热电偶测温时，可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。

三、热电偶优点：热电偶是工业中常用的温度测温元件，具有如下特点：①测量精度高：热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响。

②热响应时间快：热电偶对温度变化反应灵敏。

③测量范围大：热电偶从-40~+1600℃均可连续测温。

④性能可靠，机械强度好。

⑤使用寿命长，安装方便。

四、热电偶的种类及结构：(1)热电偶的种类热电偶有K型(镍铬-镍硅)WRN系列，N型(镍铬硅-镍硅镁)WRM系列，E型(镍铬-铜镍)WRE系列，J型(铁-铜镍)WRF系列，T型(铜-铜镍)WRC系列，S型(铂铑10-铂)WRP系列，R型(铂铑13-铂)WRQ 系列，B型(铂铑30-铂铑6)WRR系列等。

(2)热电偶的结构形式：热电偶的基本结构是热电极，绝缘材料和保护管；并与显示仪表、记录仪表或计算机等配套使用。

PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω，我们按照其串联分压的揭发，使用公式：Vcc/(PT100+3K92）* PT100 = 输出电压（mV），可以计算出其在整百℃时的输出电压，见下面的表格：温度℃PT100 阻值Ω传感两端电压 mV0 100.00 124.381 100.39 124.850 119.40 147.79100 138.51 170.64150 157.33 192.93200 175.86 214.68250 194.10 235.90300 212.05 256.59350 229.72 276.79400 247.09 296.48450 264.18 315.69单片机的 10 位 A/D 在满度量程下，最大显示为 1023 字，为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压，必须对传感器的原始输出电压进行放大，计算公式为：(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ，（Vcc＝系统供电＝5V），可以得到放大倍数为 10.466 。

关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果，而是得到 11.635的结果。

教学实验-热电偶测温的两种方法热电偶测温的两种方法一、实验目的1、学习热电偶温度传感器、变送器的工作原理2、了解信号的传输方式和路径。

二、实验设备热电偶、百特仪表、万用表。

三、实验原理热电偶的工作原理为热电效应。

当其热端和冷端的温度不同时，在热电偶的两端产生热电动势。

两端温差越大，产生的热电动势就越大。

其电势由接触电势和温差电势两部分组成。

因此，通过对电动势的测量即可知道热电偶两端的温差。

热电偶是一种感温元件, 它能将温度信号转换成热电势信号, 通过与电气测量仪表的配合, 就能测量出被测的温度。

热电偶构造简单、使用方便、具有较高的准确度，温度测量范围宽，因此在温度测量中应用极为广泛。

常用热电偶可测温度范围为-50～1600℃。

若用特殊材料，其温度测量范围可达-180～2800℃。

使用热电偶组成一个温度检测系统，主要有两种情况，一是热电偶先接到热电偶温度变送器，变送器输出的标准信号与被测温度成线性对应关系，并送到显示仪表显示温度值，如图1.6(a)所示。

二是热电偶直接与DCS显示仪表相连，显示仪表显示被测温度值，如图1.6(b)所示。

对于第一种情况，温度变送器可以单独使用，也可以和热电偶组成一体化温度变送器。

温度变送器必须和热电偶配套使用，必须包含与热电偶对应的自由端温度补偿器。

通用的温度变送器，还应包含非线性补偿环节，使其输出值热电偶工作端与被测温度成正比。

因此，与变送器相连的温度显示仪表可以是一种通用的显示仪表，它的输入信号为统一的4～20mA标准信号。

对于第二种情况，显示仪表必须要与热电偶配套使用。

显示仪表可以是模拟指针式的，也可以是数字式的，如果不加温度变送器就必须包含与热电偶对应的自由端温度补偿器。

补偿器产生的电势连同热电偶的电势一起作为显示仪表的输入信号。

数字式温度显示仪表一般先将输入电势(毫伏信号)进行放大，再通过A／D转换送人单片机，由单片机输出驱动数码显示。

为了使显示值直接对应被测温度，在电路中或在单片机软件中需要加入非线性补偿，同时还要进行标度变换。

PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω，我们按照其串联分压的揭发，使用公式：Vcc/(PT100+3K92）* PT100 = 输出电压（mV），可以计算出其在整百℃时的输出电压，见下面的表格：温度℃PT100 阻值Ω传感两端电压 mV0 100.00 124.381 100.39 124.850 119.40 147.79100 138.51 170.64150 157.33 192.93200 175.86 214.68250 194.10 235.90300 212.05 256.59350 229.72 276.79400 247.09 296.48450 264.18 315.69单片机的 10 位 A/D 在满度量程下，最大显示为 1023 字，为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压，必须对传感器的原始输出电压进行放大，计算公式为：(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ，（Vcc＝系统供电＝5V），可以得到放大倍数为 10.466 。

关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果，而是得到 11.635的结果。

温度测量原理及接 线方法
热电偶的相关知识
根本介绍 概述 特点 结构 工作原理
种类 常见热电偶材料 类别
相关介绍
➢ 热电偶的安装要求
➢ 热电偶的正确使用
➢ 故障处理案例 ➢ 温度补偿
常见问题
•
热电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转 热电偶
• 换成热电动势信号, 通过电气仪表〔二次仪表〕转换成被测介质的温度。热电 偶测温的根本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度 梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势， 这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。两种不同成份的均质导体为热电
变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修
正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。在使用热电
偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线
与热电偶连接端的温度差不能超过100℃
常见问题
• 对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题： 装配热 电偶
• 1：热电偶的热电势是热电偶工作端与冷端两端温度函数的 差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数； 2 ：热电偶所产生的热电势的大小，当热电的材料是均 匀时，与热电偶的长度和直径无关， 3：当热电偶的 两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只 与热电偶的温度差有关；假设热电偶冷端的温度保持一定， 这热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不 同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路， 如下图。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时， 两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电 流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工 作的。

热电阻测温三线制接线原理图解
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热电阻测温三线制接线原理图解
在工业生产中，热电阻温度仪表大多是采用不平衡电桥来进行测量的。

其测量电路原理如图所示：
由于把热电阻接人电桥的铜导线的电阻值会随着环境温度的变化而发生变化，如果只把连接导线接在一个桥臂上，当环境温度变化时，连接导线电阻的变化值将与热电阻RT的电阻变化值相叠加，而产生附加误差。

所以在工业上普遍采用三线制的接线方法，把导线2与3分别接至电桥的两个桥臂上，当电线的电阻变化时，可以互相抵消一部分，以减少对仪表示值的影响。

但误差减小是有限度的，对于不平衡电桥，只有在仪表刻度的始点才能得到全补偿，而在满刻度时上述的附加误差是最大的。

对于不平衡电桥还要考虑电源引线的附加温度误差，当有电流流过热电阻连接电源的导线1时，会有一定的电压降，当环境温度变化时，电桥的上、下支路电压也会随之发生变化，从而给仪表带来一定的附加温度误差。

由于上述原因，对于配热电阻的动圈仪表，当用三线制接线法时，对连接导线的电阻值有规定，一般每条线的电阻为5Ω，若不足5Ω，
则须用锰铜电阻补足，以保证仪表的最大附加误差不超过0.5%。

对于使用集成运算放大器的显示控制仪，其输入阻抗很高，外接导线电阻的变化比仪表的输入阻抗小得多，故可以忽略导线电阻阻值的变化而不会影响测量精度。

因此对连接导线的电阻值就没有要求了，这样可免去调整外线电阻的工作。

热电偶电路设计方案
热电偶是一种常用的温度测量传感器，它利用两种不同金属的
导线焊接在一起，根据两种金属在不同温度下产生的热电动势来测
量温度。

设计热电偶电路时，需要考虑以下几个方面：
1. 选择合适的热电偶类型，常见的热电偶类型包括K型、J型、T型等，每种类型的热电偶在不同温度范围内有不同的测量精度和
适用场合，需要根据具体的测量要求选择合适的类型。

2. 冷端补偿，热电偶测量温度差是相对于冷端参考温度的，因
此需要在电路中设计冷端补偿电路，以确保测量的准确性和稳定性。

3. 信号放大和处理，热电偶产生的热电动势较小，需要通过信
号放大电路放大信号，并进行滤波和线性化处理，以提高测量精度
和抗干扰能力。

4. 防护和屏蔽，热电偶电路需要考虑环境中的电磁干扰和噪声，可以采用屏蔽和防护措施，如金属屏蔽罩和滤波器，以提高抗干扰
能力。

5. 输出方式，根据实际需求，可以选择合适的输出方式，如模
拟电压输出、数字信号输出或者接口输出，以便与其他设备或系统
进行数据交换和处理。

总的来说，设计热电偶电路需要考虑选型、冷端补偿、信号处理、防护和输出方式等多个方面，以确保测量的准确性和稳定性。

在实际设计中，还需要根据具体的应用场景和要求进行定制化设计，以满足实际的测量需求。

热电偶电路设计方案全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：热电偶是一种常用的温度测量元件，其原理是利用不同金属之间的热电势差来实现温度测量。

热电偶电路设计方案是进行热电偶温度测量时必不可少的一部分，其设计的好坏直接影响到测量的准确性。

本文将详细介绍热电偶电路的设计方案，包括电路的基本原理、关键参数的选择，以及常见的设计方案及其优缺点。

一、热电偶电路的基本原理热电偶是利用两种不同金属之间的热电效应来实现温度测量的元件。

当热电偶的接线端温度发生变化时，两种金属之间会产生一个热电势差，通过测量这个热电势差来确定温度值。

热电偶的工作原理主要包括两点：温度差引起的热电势差和热电势差与温度值的关系。

二、热电偶电路设计的关键参数选择1、热电偶的材料选择：常见的热电偶材料有K型、J型、T型等，不同材料有不同的工作温度范围和精度要求，根据具体的应用场景选择合适的热电偶材料。

2、放大器的增益选择：热电偶产生的热电势差信号较小，需要通过放大器进行放大，选择合适的放大倍数来确保测量信号的准确性。

3、滤波器的设计：热电偶电路会受到环境噪声的干扰，需要设计滤波器来抑制噪声，提高信号质量。

4、参考电压的选择：热电偶电路通常需要一个稳定的参考电压作为基准，选择合适的参考电压来确保测量的准确性。

5、ADC分辨率的选择：ADC的分辨率决定了测量结果的精度，选择合适的ADC分辨率来满足实际需求。

三、常见的热电偶电路设计方案及其优缺点1、单端测量方案：将热电偶的一个端口接地，将另一个端口连接到测量电路。

优点是设计简单，缺点是信号容易受到干扰，准确性较低。

2、差动测量方案：将两个热电偶串联，通过测量两个热电偶之间的差值来实现温度测量。

优点是抗干扰能力强，准确性高，缺点是设计复杂。

3、冷端补偿方案：将热电偶的冷端接地，并通过一个补偿电路来抵消冷端温度对测量结果的影响。

优点是可以提高准确性，缺点是增加了设计的复杂性。

热电偶电路的设计方案是进行温度测量时的关键部分，设计方案的选择直接影响到测量结果的准确性和稳定性。

PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:GAGGAGAGGAFFFFAFAF传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω，我们按照其串联分压的揭发，使用公式：Vcc/(PT100+3K92）* PT100 = 输出电压（mV），可以计算出其在整百℃时的输出电压，见下面的表格：GAGGAGAGGAFFFFAFAF单片机的 10 位 A/D 在满度量程下，最大显示为 1023 字，为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压，必须对传感器的原始输出电压进行放大，计算公式为：(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ，（Vcc＝系统供电＝5V），可以得到放大倍数为 10.466 。

关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果，而是得到 11.635的结果。

实际上，500 个字的理想值GAGGAGAGGAFFFFAFAF是无法靠电路本身自然得到的，自然得到的数字仅仅为 450 个字，因此，公式中的500℃ 在实际计算时的取值是 450 而不是 500 。

450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。

1、二线制接法采用两线制的测温电桥如图所示：（a)为接线示意图，（b）为等效原理图。

从图中可以看出热电阻两引线电阻RW和热电阻RW一起构成电桥测量臂，这样引线电阻RW因沿线环境温度改变引起的阻值变化量2△RW和因被测温度变化引起热电阻Rt的增量值△Rt一起成为有效信号被转换成测量信号，从而影响温度测量精度。

(a）示意图（b)等效原理图分析两线制由于引线电阻的误差图中，r为引线的电阻,Rt为Pt电阻，其中由欧姆定律可得：当Rr=Rt时（电桥平衡）,V0=—I2＊2r 。

从V0的表达式可以看出，引线电阻的影响十分明显，两线制接线法的误差很大。

//由于连接导线的电阻RL1、RL2无法测得而被计入到热电阻的电阻值中,使测量结果产生附加误差.如在100℃时Pt100热电阻的热电阻率为0.379Ω/℃，这时若导线的电阻值为2Ω，则会引起的测量误差为5。

3 ℃.2、三线制接法三线制接线法构成如图所示测量电桥，可以消除内引线电阻的影响，测量精度高于两线制。

目前三线制在工业检测中应用最广。

而且，在测温范围窄或导线长，导线途中温度易发生变化的场合必须考虑采用三线制热电阻。

（a）示意图（b）等效原理图三线制接线法由图1—13所示，由欧姆定律可得：当Rr=Rt时，电桥平衡，I1=I2,V0=0。

可见三线制接线法可很好的消除引线电阻，提高热电阻的精度。

3、四线制接法如图所示，在热电阻感温元件的两端各连两根引线，此种引线形式称为四线制热电阻。

在高精度测量时，要采用如图所示四线制测温电桥。

此种引线方式不仅可以消除内引线电阻的影响，而且在连接导线阻值相同时，可消除该电阻的影响，还可以通过CPU定时控制继电器的一对触点C和D的通断，改变测量热电阻中的电流方向，消除测量过程中的寄生电势影响。

四线制测量方式不受连接导线的电阻的影响。

当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量未知电阻上的压降，计算得出电阻值（a）示意图（b）等效原理图在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。

热电偶原理详细图解
热电偶（thermocouple）是把两种不同材料的金属的一端连接起来，利用热电效应来测量温度的传感器。

热电效应是热电偶的物理基础，什么是热电效应呢？
我们知道，当在一段金属丝的两端施加电压时，金属丝会有电流流过并发热。

这种现象称为电流的热效应。

1821年，德国科学家托马斯·约翰·赛贝克（seebeck）发现了电流热效应的逆效应：即当给一段金属丝的两端施加不同的温度时，金属丝的两端会产生电动势，闭合回路后金属丝中会有电流流过。

这种现象被称为热电效应，也称为塞贝克效应。

下面对这个原理进行图解说明：
如图：用两种不同颜色表示两种不同的金属材料，A、B 端在常温环境中用于测温端口，称为冷端。

在C 端进行加热。

由于热电效应，在A端和C端以及B端和C端之间温度不同，所以会
产生电势差。

而因为两种金属材料的不同，会导致这两个电势差不一样，最终导致了A 端和B端也有了电势差，
通过测量这两个端的电势差，根据热电效应的线性关系就可以得出A(B)端和C端的温差。

再通过一个已知温度的校准值和两种金属的线性系数，就可以计算出任意输出电势差对应的温度值了。

热电偶测温仪设计一、 热电偶测温技术1.1 热电偶特点热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器，在工业用温度传感器中占有及其重要的地位。

它结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传。

该热电偶测温仪的软件用C 语言编写，采用模块化结构设计。

1.2 热电偶工作原理热电偶是利用物理学中的赛贝克效应制成的温敏传感器。

当两种不同的导体A 和B 组成闭合回路时，就构成了一个热电偶。

如图1.1。

图1.1温度T 端为感温部分，成为热端；温度T 0为连接仪表部分，称为冷端。

当热端温度T 和冷端温度T 0不同时，在回路中就产生热电势E AB （T, T 0 ）,这种显现称为热电效应，这个电动势通常称为热电势。

热电式的大小与T 和T 0之差（称为温差）的大小有关。

由热电偶回路热电势的分布理论可知，热电偶的热电势仅仅是热电偶两端温度T 和T 0的函数之差，即：E AB (T, T 0)= E AB （T ）- E AB （T 0） 式（1.1）也就是说，热电偶的热电势等于热端与冷端温度T 和T 0所引起的电势差。

1.3 二次查表和冷端温度补偿实际测温中，冷端所对应的热电势要随冷端温度（环境温度）的变化而变化。

要保证冷端温度恒定是十分困难的，在一定程度上，测量精度取决于冷端温度的影响。

只有当热电偶冷端温度保持不变，热电动势才是被测温度的但只函数。

标准中规定结点的热电动势为0℃时的热电动势。

由式（1.1）可知，如果当T=0时可得：E AB （T 0） = E AB （0）- E AB (0, T 0) 式（1.2）又当T 0=0时可得：E AB （T ） = E AB （T,0）- E AB (0) 式（1.3）把式（1.2）和式（1.3）带入式（1.1）式得：E AB （T ，0）= E AB （T,T 0）+E AB (T 0,0) 式（1.4）在式（1.4）中，E AB （T ，0）是冷端温度为0℃，热端温度为T 时的热电势，此值就是成品热电偶给定的分度表值；E AB （T,T 0）是热端温度为T ，冷端温度为T 0时的热电势，也就是实际测量到的热电势值；E AB (T 0,0)是假定冷端温度为0℃，和实际冷端温度为T 0时得到的热电势，在实测中，用集成测温传感器AD590测量T 0，然后从对应热电偶的分度表中自动查出所对应的热电势E AB (T 0,0)，这是第一次查表求出的值，也就是冷端温度补偿所对应的热电势值。

j型热电偶电路
J型热电偶电路是一个温度测量电路，利用J型热电偶作为温度传感器。

在这个电路中，J型热电偶的两条线路与数据采集设备的铜质接线端子连接。

其中一个连接点（J1）作为测量点，产生的Seebeck电压与烛火温度成比例。

另外两个连接点J2和J3每个都有各自的Seebeck系数，在数据采集终端都会产生一个与温度成比例的温差电压，被称为冷端电压。

为了得到测量点的电压，我们需要确定这两个接点的温度，以及它们与电压之间的关系。

这通常通过使用可直接读取的温度传感器来测量参考端温度，并从测量电压中减去寄生结电压分量来实现，这个过程被称为冷端补偿。

此外，为了确保测量的准确性，热电偶需要一个特定的温度基准来补偿冷端产生的误差。

最常用的方法是使用可直接读取的温度传感器测量参考端温度，并从测量电压中减去寄生端的电压分量。

这种方法被广泛应用于简化计算。

这种测量电路要求接线端子的质量和导线的性能优良，因为测量电压与测量导线和冷端J2、J3的电压分量无关。

任务书课程传感器课程设计题目热电偶测温系统设计主要内容：本系统以单片机为核心，硬件设计使用高精度模/数转换器和高精度数/模转换器，分别实现对热电偶电动势的采样、放大、AD 转换和对线性化处理的数据转换，并在程序中采用修正后的数据，实现热电偶的线性化处理。

基本要求：1、按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；2、利用热电偶和单片机等设计一种热电偶测温系统电路。

3、说明所用传感器的基本工作原理、画出应用电路电路图、写明电路工作原理、注明元器件选取参数、进行方案比较。

主要参考资料：[1]崔志尚.温度计量与测试[M].北京：中国计量出版社，1998．[2]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京: 电子工业出版社，2007.[3]陈杰，黄鸿.传感器与检测技术[M].北京: 高等教育出版社，2006.[4]刘华东.单片机原理与应用[M].北京: 电子工业出版社，2006.完成期限指导教师专业负责人2016年5 月7 日摘要在现代化的工业现场, 常用热电偶测试高温,测试结果送至主控机。

热电偶是工程上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、热惯性小、稳定性及复现性好、温度测量范围宽等优点，适用于信号的远传、自动纪录和集中控制，在温度测量中占有重要地位。

但由于热电偶的热电势与温度呈非线性关系, 所以必须对热电偶进行线性化处理以保持测试精度。

该测温系统通过高精度模/数转换器AD7705对热电偶电动势进行采样、放大, 并在单片机内采用一定算法实现对热电偶的线性化处理, 再通过数/模转换器AD421进行数/模转换产生4 mA~ 20mA的电流, 送入主控中心。

关键词：热电偶；线性化；AD转换；DA转换；单片机目录一、设计要求 (1)二、设计方案及其特点 (1)1、方案说明 (1)2、方案论证 (2)三、传感器工作原理 (2)四、电路的工作原理 (3)五、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、单元电路设计 (4)2、参数计算 (5)3、器件选择 (6)六、总结 ................................................................................... 错误!未定义书签。