第6章傳感器及小信號放大技術(shù)

第六章傳感器及小信號放大技術(shù)問題的提出：實際測試工作中，會用到各種測試儀器，如應(yīng)變測試就主要采用應(yīng)變儀。其他有些儀器也可以完成，但不是價格貴，就是使用不方便（如高精度數(shù)字萬用表、高精度惠斯頓電橋）。應(yīng)變儀電路是小信號放大電路，有些傳感器的輸出信號并不小，但要高精度測了，仍需要性能好的放大器。正確使用放大器尤為重要6.1運算放大器性能特點1.通用運放典型器件：常用的有LM358（2路）,LM324（4路）LM324LM358圖6.1LM324的引腳排列特點：共模抑制比較高，開環(huán)增益大，驅(qū)動能力大，綜合性能比較好介紹幾種運算放大器（1）單雙電源供電：3～30V或±1.5V~±15V（2）輸入偏置電流：20nA（3）輸入失調(diào)電流：2nA（4）直流開環(huán)增益：100dB（5）單位增益時工作頻率大于1MHZ（6）驅(qū)動電流可達10mALM358/LM324的性能特點：使用時應(yīng)注意的事項：（1）信號輸入/輸出的電壓范圍，正負不對稱單電源：輸入電壓范圍-0.3V~VCC-2V：輸出低電壓5mV（最大205mV

）~高電壓VCC-1.5V雙電源：輸出-VCC~VCC-1.5V（2）單電壓供電時，虛地電壓可設(shè)在輸出擺幅的中點附近2.場效應(yīng)運放特點：輸入阻抗高大，輸入偏置電流小，工作頻率高，驅(qū)動能力差，價格較高

。輸出驅(qū)動能力通常比通用運放差，用于驅(qū)動輸出時，不建議選用場效應(yīng)運放圖6.3作比較器用時CA3140與TTL邏輯的接口典型器件有TL081（1路）、TL082（2路）、TL084（4路）、CA3140/3140A（1）雙電源供電：±4V~±18V，建議不使用±15V以上輸入電壓范圍：±15V

輸出電壓范圍：電源電壓－1.5V,正負對稱（2）輸入偏置電流：極小，不超過1nA （3）工作頻率較高：單增益可達3MHZ（4）無輸出驅(qū)動時，電源電流僅1.4mATL081/082/084的性能特點：（1）單電源供電：4V~36V，也可使用雙電源輸入電壓范圍：單電源供電時，最低為負電源下0.5V（2）輸入阻抗高達1.5TΩ （3）輸入偏置電流僅為10pACA3140/3140A的性能特點：可用作電壓比較器CA3140的應(yīng)用用CA3140組成高穩(wěn)定度直流電源圖6.4用CA3140組成高穩(wěn)定度直流電源CA3086二極管、三極管陣列，CA3086為電路提供電壓基準(zhǔn)2N6385電壓采樣D2201電流采樣，管壓降隨電流值變化，經(jīng)放大驅(qū)動STROBE選通端，控制驅(qū)動輸出關(guān)斷1.3低噪聲低漂移運放特點：高精度、低噪聲、低漂移。多用做儀用放大器。噪聲對12b以上分辨率的A/D轉(zhuǎn)換電路的影響是致命的。對直流放大電路而言，溫度漂移必須限制在很小的范圍之內(nèi)。

典型器件：OP07/27/37、0P184單/284雙/484四路（1）電源電壓：±3V~±18V（2）輸入失調(diào)電壓溫度系數(shù)僅為0.7uV/0.2uV（3）適于靜態(tài)工作。在0.1~10HZ時，等效輸入噪聲電壓僅為0.38uV/0.3uV （4）單增益帶寬0.6MHZ/3MHZ（5）單電源供電時，滿擺輸出，最低工作電壓可低至1.5VOP07/OP184/284/484的性能特點：用OP284組成的3V供電低噪聲儀用放大器（1）高輸入阻抗（2）低噪聲圖6.5用OP284組成的3V供電低噪聲儀用放大器C1、C2抑制噪聲低噪聲RP1、RP2輸入保護1.4寬頻帶運放典型器件：CA3140、OP27/37（8MHZ)頻率一般在幾MHz以上特點：對噪聲、溫度穩(wěn)定性等指標(biāo)要求不高。應(yīng)用場合：信號源的工作頻率較高1.5滿擺輸入、輸出運放典型器件：OP184/284/484、

0P777單/727雙/747四路（1）在0.1~10HZ時，等效輸入噪聲電壓僅為0.4uV

（2）輸出擺幅可達電源-1mV~+1mV（3）單電源供電時，滿擺輸出，最低工作電壓可低至2.7V特點：輸入、輸出信號的幅度可以接近甚至達到電源電壓，節(jié)能，可工作于低電壓。0P777單/727雙/747四路的特性僅用單5V供電的滿擺輸出D/A轉(zhuǎn)換器的例子圖6.6僅用單5V供電的滿擺輸出D/A轉(zhuǎn)換器用OP747組成的單電源低功耗儀用放大器圖6.7單電源供電的微功耗儀用放大器單極性工作，輸出電壓V0=100(V1-V2)6.2應(yīng)變測量電路原理問題提出對于應(yīng)變測量，采用電阻應(yīng)變片的電阻變化這一特性，但電阻變化不完全由應(yīng)變變化引起。將電阻阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號后，由于基數(shù)很大已不能作大倍數(shù)的放大。所以影響精度。最理想的測試電路是惠斯頓電橋。它可將微小的電阻變化值轉(zhuǎn)化為電阻的絕對電阻變化值。僅討論直流供電電橋1、測量電橋UOR1R2R3R4R5R6ABCDUAC（1）當(dāng)R1R4=R2R3時，電橋平衡U0=0V

常使用等臂電橋R1=R2=R3=R4（2）電阻不完全相等時，要進行平衡調(diào)整。但橋臂電阻的偏差值不能太大，否則會影響測量精度圖6.8測量電橋的平衡調(diào)整電路橋臂由應(yīng)變片或標(biāo)準(zhǔn)電阻組成平衡增量與基值相比甚小，忽略高階分量，且設(shè)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為K，εi為應(yīng)變量若R1=R2=R3=R43.等臂電橋的電壓輸出UOR1R2R3R4R5R6ABCDUAC2、全橋、半橋與半橋單片測量的溫度補償UOR1R2R3R4ABCDUACUOR1R2RRABCDUACUOR1RtRRABCDUAC全橋測量半橋測量半橋單片測量R1處可以接多個，以測量多個點測量點，Rt為公共補償片圖6.94個電阻均為電阻應(yīng)變片圖6.10R為標(biāo)準(zhǔn)電阻圖6.11測量電橋的公共補償補償片，僅受溫度影響6.3靜態(tài)電阻應(yīng)變儀靜態(tài)應(yīng)變儀——用于測量變化緩慢的應(yīng)變信號動態(tài)應(yīng)變儀——用于測量快速變化的應(yīng)變信號動靜態(tài)應(yīng)變儀——兼故上述兩種測量1交流供橋、雙電橋零讀數(shù)靜態(tài)應(yīng)變儀圖6.12雙電橋零讀數(shù)靜態(tài)應(yīng)變儀供橋電壓Uab不適用于數(shù)字化測試2、數(shù)字式電阻應(yīng)變儀應(yīng)變電橋預(yù)調(diào)平衡電路校準(zhǔn)電路直流供橋電路直流放大器直流電源顯示電路（靜態(tài)）信號調(diào)理電路微處理器等輸出驅(qū)動電路（動態(tài)）直流電壓：一般2～3V

小阻值應(yīng)變片（100歐以下），不應(yīng)使用橋壓過高大阻值應(yīng)變片，可提供較高橋壓圖6.13數(shù)字式應(yīng)變儀電路功能框圖3、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的應(yīng)變片公共補償技術(shù)直流電源供橋電路直流放大器通道切換電路預(yù)平衡電路示值電路降低成本圖6.14靜態(tài)應(yīng)變儀框圖使用多路切換技術(shù)，服務(wù)于多個通道4、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀重要電路（1）通道切換電路（2）預(yù)平衡調(diào)整電路ACUOR1R2RRBDUACR1‘R2’BR1’‘R2’‘B（1）通道切換部分半橋切換①必須選用優(yōu)質(zhì)觸點的繼電器②觸點電阻不會影響測量精度,但觸點電阻的變化會影響圖6.15半橋時的通道切換R1R2R3R4ABCDR1’R2’R3’R4’ABCDR1’’R2’’R3’’R4’’ABCDUOUAC全橋切換觸點電阻的變化對測量精度影響不大圖6.16全橋時的通道切換（2）預(yù)調(diào)平衡電路：UOR1R2R3R4R5R6ABCDUAC橋臂上并聯(lián)電位器1）橋臂并聯(lián)電阻2）放大器參考端調(diào)零3）放大器失調(diào)端調(diào)零4）電流注入法5）D/A補償6）軟件調(diào)零(20b以上A/D)R1R2R3R4ABCDUACD/A轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器儀器放大器加法放大器D/A轉(zhuǎn)換器補償預(yù)調(diào)平衡電路：圖6.17數(shù)字式應(yīng)變儀平衡調(diào)整方法之一6.4動態(tài)應(yīng)變儀圖6.18交流放大動態(tài)應(yīng)變儀（1路）1.交流供橋動態(tài)電阻應(yīng)變儀特點：交流供橋?qū)€間電容敏感，抗擾能力較差，信號噪聲較大，供橋的交流振蕩頻率不高，被測信號變化速率不能太大，已很少用。2.直流供橋動態(tài)電阻應(yīng)變儀圖6.19直流放大動態(tài)應(yīng)變儀（1路）直流電源直流供橋電路直流放大器示值儀器：示波器記錄儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)特點：零漂移低，動態(tài)性能優(yōu)越。典型產(chǎn)品：AD620\AD524\AD624。6.5應(yīng)變儀基本電路（1）供橋電路（2）放大電路（3）調(diào)零電路（預(yù)調(diào)整電路）基本電路主要包括1、直流供橋電路分為恒壓供橋和恒流供橋，常用恒壓供橋電路（1）集成穩(wěn)壓塊電壓調(diào)整率優(yōu)于1%，噪聲不高，適用于精度要求不高的系統(tǒng)。典型產(chǎn)品如MC7805T,LM317K（2）穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)和運放組成對稱供橋單端供橋適用于精度要求較高的系統(tǒng).典型產(chǎn)品LM33678058~15V+5V0.1uF0.1uF220uF220uF（1）（使用穩(wěn)壓塊）

適用于對精度要求不高的場合圖6.20簡單直流供橋電路輸入電壓8～15V，輸出電壓5V，為防止輸出短路時燒壞集成塊，IC須配有適當(dāng)?shù)纳峥旌唵沃绷鞴螂娐?7uFLM31712V+EX（1。3～5v)47uF10uF20K5.1K（1）使用穩(wěn)壓塊

適用于對精度要求不高的場合供橋電壓值應(yīng)根據(jù)應(yīng)變片阻值調(diào)整

120Ω（2.4～3V)300Ω以上（10～12V)供橋電壓可調(diào)的電路圖6.21供橋電壓可調(diào)的簡單直流供橋電路輸出電壓可調(diào)范圍1.3V～5V,為防止輸出短路時燒壞集成塊，IC須配有適當(dāng)?shù)纳峥欤?）使用穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)精密對稱供橋電路，使共模信號盡可能小精密供橋電路VR1:調(diào)整供橋電壓值；VR2:調(diào)整對稱性；T1,T2驅(qū)動管；T3,T4g過流保護管圖6.22精密對稱供橋電路電路工作電壓：±8V～±15V應(yīng)用：用于傳感器供橋時，使用較高的供橋電壓值；用于應(yīng)變測試時，使用相對價低的供橋電壓值缺點：噪聲信號偏大，不適合單電源供電10uF單電源供電的低噪聲直流供橋電路放大器的共模抑制比很高時，可使用單電源供橋550Ω1KΩ1KΩ10Ω1000p1000pLM336.25OP184+5VVT18050VT28050+EXVREF圖6.23單電源供電的低噪聲直流供橋電路2、程控恒壓源提供程控參考電壓的常用方法（1）用D/A轉(zhuǎn)換器控制（2）用程控電位器控制目的：方便供橋電壓的調(diào)整控制

放大器要選用低噪聲、低溫漂的

D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓要低噪聲、高穩(wěn)定性（1）用D/A轉(zhuǎn)換器控制1KΩ1KΩ10Ω1000p1000p10upOP184+5VVT18050VT28050+EXAD557VOUTVOUTAVOUTBGNDGNDVREF圖6.24用D/A轉(zhuǎn)換器組成程控恒壓源10uF+EX①適宜于簡單接口：用加減脈沖控制抽頭位置，有X9313、AD5220，用于連接不帶微處理器的儀器。②適宜于計算機接口：用SPI等接口與計算機相連?？捎梦⑻幚砥骺刂频挠蠥D520X、AD523X(SPI)等（2）用數(shù)字電位器控制LM336.25550Ω1KΩ1KΩ10Ω1000p1000pOP184+5VVT18050VT28050VREFAD5232圖6.25用數(shù)字電位器組成程控恒壓源按使用操作性分數(shù)字電位器可以實現(xiàn)低噪聲、低漂移3、應(yīng)變儀直流放大電路根據(jù)不同要求，選用不同精度的放大電路常用方法有（1）三運放構(gòu)成的放大器（2）專用儀用放大器（3）3V供電的低噪聲儀用放大器適用于工作頻率不高，溫漂小，精度要求優(yōu)于0.1％的場合（1）三運放構(gòu)成的放大器R4R5R6R7R2R3R1圖6.27三運放構(gòu)成的放大器特點：輸入阻抗很高，共模抑制比高，增益與應(yīng)變片阻值無關(guān)應(yīng)用時注意電阻配對：R2與R3，R4與R5，R6與R7（2）專用儀用放大器（1）增益1、100、200、500，無需外接電阻（2）電壓范圍±6V~±18V（3）噪聲低，增益穩(wěn)定性好，增益帶寬25MHZ圖6.28用AD624組成放大電路特點：增益通過短路塊JP1選擇適合：傳感器單極性工作，放大后信號幅值不大于2V;雙極性工作，虛地點壓應(yīng)在2.5V；單電源供電時，輸出電壓幅值不大于1.5V圖6.30用AD624組成放大電路（3）3V供電的低噪聲儀用放大器（1）增益100；（2）參考電壓端應(yīng)在2.5V左右；（3）噪聲低，增益穩(wěn)定性好特點：4、應(yīng)變儀的預(yù)調(diào)平衡電路1）電位器調(diào)零2）電流注入法3）參考端調(diào)零4）失調(diào)調(diào)整端調(diào)零無應(yīng)變時，檢測到的輸出信號為0UOR1R2R3R4R5R6ABCDUAC（1）電位器調(diào)零

簡單方便，但調(diào)整范圍較大時，會使得橋路輸出靈敏度降低，用于精度要求不高的場合（2）電流注入法

可改為OP284/OP727等24K24K100K100K50KLM324:ALM324:B100K+EX-EX+--++IN-INR1R11R2V+V-V01V02圖6.31電流注入法預(yù)調(diào)平衡電路（2）電流注入法

當(dāng)VIN+-VIN-不等于0時，可調(diào)V+,從而使得放大器輸出VO=V01-V02=0D/A轉(zhuǎn)換器控制電流注入法接電流注入法參考電壓端V0:0~1.5VAOUT:-0.5V~+0.5V512產(chǎn)生三路模擬信號圖6.33用D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電流注入法預(yù)調(diào)平衡電路（3）參考端調(diào)零50K499+5VAD620OP777+--+5EXECVREFVOUT電壓跟隨器的作用：（1）用于平衡調(diào)整（2）設(shè)置參考端電位在VCC/2附近圖6.32儀用放大器的參考端調(diào)零電路（4）失調(diào)調(diào)整端調(diào)零

（1）電位器調(diào)零——使橋路輸出電壓為0（2）電流注入法——用于三運放構(gòu)成的放大器（3）參考端調(diào)零——用于單電源供電的儀用放大器（4）失調(diào)調(diào)整端調(diào)零——用于雙電源供電的儀用放大器（5）D/A補償法——在最后一級放大器輸入端加一可調(diào)電壓（6）軟件記憶法——用于20b以上A/D.軟件調(diào)零預(yù)平衡電路小結(jié)以上4種使放大器輸出為0

6.6雙恒流源供橋技術(shù)電橋測量應(yīng)變電路，常采用雙恒壓供橋方式UOR1R2R3R4ABCDUAC

當(dāng)橋臂阻值變化較大時，高階分量不能忽略，所以會引起輸出信號的非線性

解決辦法是使用恒流源供橋方式問題：對前面介紹的恒壓供橋測試電路，當(dāng)橋臂電阻阻值變化較大時，恒壓供橋會引起輸出信號的非線性1、恒流源供橋的基本電路（1）雙恒流源（2）改進的雙恒流源（1）雙恒流源電路ab恒流源2R2VCCR1恒流源1要求:兩個恒流源必須對稱

恒流源穩(wěn)定性要高,低溫漂、低噪聲A）單片測試,R1測試片，R2補償片B）雙片測試,R1、R2均為測試片當(dāng)I1=I2時當(dāng)R1=R2時圖6.38雙恒流源電路a,b輸出經(jīng)小信號放大輸入到A/D,即可得到經(jīng)溫度補償?shù)膽?yīng)變值（2）改進的雙恒流源恒流源2R2R4VCCR1R3恒流源1abcd送A/D1送A/D2要求A）對UCD、UAB同步轉(zhuǎn)換利用UCD對UAB進行修正B）R3、R4為基準(zhǔn)電阻，高精度，高穩(wěn)定性修正后，可減小恒流源不對稱帶來的影響圖6.39改進的雙恒流源電路a,b和c,d輸出經(jīng)小信號放大分別輸入到兩個A/D。c,d轉(zhuǎn)換結(jié)果修正a,d端結(jié)果。（3）雙恒流源全橋測試電路恒流源2R2R4VCCR1R3恒流源1abcd送A/D1送A/D2全橋時R1、R2分別由2個應(yīng)變片串聯(lián)而成驅(qū)動電流相同時，電橋輸出正比于橋臂電阻的阻值2、不同阻值應(yīng)變片的供橋電流自動調(diào)整（2）驅(qū)動電流：應(yīng)根據(jù)應(yīng)變片阻值進行調(diào)整

恒流源電流可用D/A轉(zhuǎn)換器或數(shù)字電位器自動調(diào)整小阻值應(yīng)變片，應(yīng)采用大電流120Ω（10mA)大阻值應(yīng)變片，應(yīng)采用小電流（1）驅(qū)動電壓：最好低于電源電壓3V以上

LM336.25550ΩOP747+5VVREFAD5232＋－-+R42kR52kR250kR350kR65Ω10p10p-+R92kR102kR750kR850kR11510p10pRL1RL220mA以下的程控恒流源圖6.4020mA以下的程控恒流源輸出驅(qū)動能力為30mA，若增大驅(qū)動能力，可使用三極管擴流負載電阻RL1上電流的計算負載電阻RL1上電流的計算取R6=5Ω,則VREF＝2.5時，IL＝20mA，可用于120Ω應(yīng)變片通過改變VREF，調(diào)整恒流源驅(qū)動電流大小END6.7其他典型測量電路位移傳感器LVDT電路熱敏電阻測溫電路熱電偶測溫電路常見傳感器電路1、位移傳感器LVDT電路（1）LVDT線性差動變壓器用途：主要測試位移。原理：原邊以交流信號激勵，經(jīng)轉(zhuǎn)換后副邊輸出直流信號。輸出電壓與鐵心位置成線性關(guān)系（理想）,輸出電壓可直接輸入到A/D轉(zhuǎn)換或直流電壓/電流表AD698是598的改進型,不僅可以測LDVT,可用于其他交流供橋的傳感器（2）驅(qū)動電路文氏振蕩器（傳統(tǒng)方法）AD598/698（集成了LVDT驅(qū)動/檢測電路）圖6.43AD598功能框圖AD598功能原理圖圖6.44AD598的接線圖使用A/D598的位移傳感器LVDT電路實際接線圖圖6.45AD698的接線圖AD698是598的改進型，幾乎用于所有型號的LVDT,及其他交流供橋的傳感器圖6.46AD698用于電阻電橋、電感電橋或電容電橋接線圖直流型LVDT傳感器使用方便：只需給傳感器提供8V～12V的直流電源，傳感器就會隨其鐵芯位置輸出成線性比例關(guān)系的直流信號。使用注意事項：避免使用導(dǎo)磁材料制作LVDT的固定支架；避免LVDT傳感器靠近導(dǎo)磁材料否則，傳感器的線性度將受很大影響。

2、熱敏電阻測溫電路常用元件_____鉑電阻（準(zhǔn)確度很高）

（－200℃～650℃常作校準(zhǔn)元件）溫度低于0℃,可用下式提高描述精度參數(shù)由熱電阻型號決定Pt100是指0℃時的阻值為100Ω，稱為標(biāo)稱值電阻溫度特性t℃溫度時的阻值0℃時的阻值a,b由熱電阻型號決定測量方法

2、熱電阻測溫電路恒壓供電測量法——用于0～100℃測量阻值變化較大時會引起非線性問題恒流供電測量法該方法簡單，但需使用分辨率較高的A/D轉(zhuǎn)換器二線制三線制（1）傳感器引線不長時，可使用二線制，導(dǎo)線電阻可能引起電橋不平衡（2）引線較長時，應(yīng)使用三線制，以便保證電橋平衡1）恒壓供電測量法圖6.47鉑電阻的恒壓橋二線制測試電路圖6.48鉑電阻的恒壓橋三線制測試電路導(dǎo)線電阻Rt（1）單恒流源適用于16b以上的Σ-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器（2）雙恒流源可用12b以上的A/D轉(zhuǎn)換器2）恒流供電測量法Ut↓Rt↓RL↓RtI1I2+-注意：電流源電流不能太大，以減小熱電阻自身的溫升

Pt100(1mA).Pt1000(0.5mA)圖6.49單恒流源直接測量電路圖6.50雙恒流源溫度測量電路用于高精度測量

1）公式法僅可用于溫度大于0℃的修正計算實測電路可測得電阻變化率3、鉑電阻測溫的軟件非線性修正公式法迭代法查表插值法公式法適用于能進行浮點運算，且支持開放運算的場合

2）迭代法溫度大于0℃時溫度小于0℃時第一次，按t=0℃計算，經(jīng)過4～5次迭代，650℃以下的計算精度可達到0.01℃；經(jīng)過6次迭代650℃以下的計算精度可達到0.001℃第一次，按t=0℃計算，經(jīng)過3～4次迭代，－200℃以上的計算精度可達到0.001℃迭代法適用于能進行浮點運算的場合

3）查表插值法使用二分法查表：（1）從分度表中取兩點R1,R2，取其中點電阻值Rm比較，

如果Rt>Rm，則R1取Rm

如果Rt<Rm，則R2取Rm

重復(fù)下去，直到R1,R2為相鄰兩項（2）利用下面線性插值計算公式求溫度值查表插值法適用于普通定點運算的場合表6.2為Pt100的分度表，使用表6.2進行溫度計算分度表間隔為1℃時4、熱電偶測溫電路常用熱電偶有多種，都有一定非線性。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶分度表（1）應(yīng)采用輸入阻抗較高的放大器對熱電偶輸出信號放大，常用儀用放大器或場效應(yīng)放大器（2）一般采用軟件非線性修正兩種不同成分的勻質(zhì)導(dǎo)體形成回路時，若兩個接觸端存在溫差，則兩個接觸端之間會產(chǎn)生熱電勢不同材料組合的熱電勢和測溫范圍不同，都存在一定的非線性，故使用分度表確定溫度值測量端——直接測溫端參比端——接線端子熱電偶中間溫度定律通常用上式進行溫度補償1）使用場效應(yīng)放大器的測溫電路VOUTR21KR31KTL08XR110MVCCC110uF-+R4（1）R1用于斷線檢測，C1降低線路噪聲（可取小值或省略）（2）R4應(yīng)根據(jù)熱電偶的靈敏度、工作溫度范圍和滿量程輸出電壓確定如滿量程輸出電壓5V,測溫范圍1000℃，K型熱電偶，熱電動勢為41.269mV圖6.51熱電偶基本放大電路2）使用儀用放大器的測溫電路雙電源供電±3V使用儀表放大器性能更穩(wěn)定圖6.52使用儀用放大器的熱電偶測溫放大電路增益電阻單電源供電5V圖6.53使用單電源供電時的熱電偶測溫放大電路增益電阻5、熱電偶冷端的溫度補償由于測溫點到一般的距離教遠，為了節(jié)省熱電偶材料、降低成本，常采用補償導(dǎo)線將熱電偶的冷端延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室1）補償導(dǎo)線的使用注意事項補償導(dǎo)線與熱電偶之間型號要匹配極性不能接錯補償導(dǎo)線與熱電偶連接端二者之間的溫度差最好不要超過100℃2）非線性修正的計算（1）首先按中間溫度定律進行修正計算

EAB(t,0)=EAB(t,tn)+EAB(tn,0)（2）然后查表確定熱電偶的熱端溫度3）室內(nèi)溫度的測量可選用熱電阻、模擬輸出溫度傳感器(AD590)或數(shù)字輸出傳感器等（1）AD590能提供1uA/K電流輸出,測溫精度0.5℃5V(4V~30V)+-AD590VT接A/D10K（2）數(shù)字輸出傳感器可直接與微處理器相連

I2C/SPI/1-WIRE圖6.54AD590的基本應(yīng)用電路（1）AD594/595具有冷端補償，非線性修正的儀用放大器6、熱電偶專用集成電路AD594—適用于J型，可測750℃，輸出10mV/℃，校正精度±1℃和±3℃AD595—適用于K型，可測1250℃，輸出10mV/℃

，±1℃和±3℃AD596/597精度稍低（±4℃），價格便宜（2）MAX6675用于K型，有冷端補償，帶12為A/D轉(zhuǎn)換器，最高測試溫度1024℃，輸出方式為SPI兼容接口，測試精度在0～700

℃優(yōu)于±2℃，700～1000

℃優(yōu)于±5℃（1）AD594/5955~30V圖6.55AD594/595的基本