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。

PC1 PEDc AM
J[D 迟
PC4 PCI PM 0SC2 O$G1 一 YFYTY g r LED ：
如」 Pftl
PAPS
CL F 關
塾
PASiWT
PA+.T
PS 艸
1
PKIM2
rai/Wii。

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。

热电阻测温三线制接线原理图解
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
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 。