1.热电偶原理
两个不同材料的金属线一端在同一结点连接,另一端放在被测温点,则二者会产生一定的压差;两种不同金属的结点处于不同的温度时,会在它们之间产生电压,这个电压称为热电势(Seebeck效应)。热电偶的电压信号与两端的温差成比例,通过测量这个电压差来推算温差,从而得出温度值。这就是热电偶测温原理。实际应用中,不同的金属在温度检测结点 (T TC ) 处连接将形成热电偶。电压是在基准温度 (T CJ ) 下通过两种金属测得的。热电偶的引线需要处于相同的温度,并且通常通过等温块连接到 ADC。下图展示了一个由两种不同金属制成的热电偶,热电偶的引线连接到等温块。
用于构造热电偶的所有不同金属都会显示出塞贝克效应引起的电压变化,但可使用几种特定组合来制作热电偶。常见的有J、K、T、E、S型热电偶,美国国家标准与技术研究院测量得到各型的热电偶温度与电压之间的关系链接。K型热电偶因其具有广泛的温度范围,和相对低廉的成本被广泛使用,本文使用K型热电偶,结合TI芯片ADS1118接FPGA实现温度测量。
2.ADS1118方案
2.1ADS介绍
由第一节可知,使用热电偶进行温度测量实际上是要测量冷端温度和测量点的电动势。ADS1118内部集成了一个温度传感器可用于冷端测量,同时有ADC通道用于获取测量点电压。因此热电偶+ADS1118是TI推荐的一种方案。
ADS11