集成信号调理—高精度温度测量的关键因素

角度来看，ADC仍可能对测量的精确性造成严重影响。由于采样要求相对较慢，大多数测温仪器都不会在每个通道上采用一个单独的ADC，而是通过一个多路器配置使多通道共用同一个ADC，典型的通道配置数目有16、32、48和64通道。因此就需要在仪器中添加高速固态多路器电路。

热电偶信号的大小只有毫伏级，当硬件设计不佳时，这一性质就会带来系统级的问题。如果与热电偶通道相邻的通道上产生了高电平或过载条件，那么在热电偶通道进行测量时就会产生错误。出现这种情况的原因可能是线路上的寄生电容和电荷，而用户可能根本无法了解这一情况。如果硬件设计无法处理这类典型的问题，就只能要求用户在一个通道上多停留一段时间，先过采样然后再平均，这样得到测量结果。

高质量的热电偶测量仪器则无需依靠过采样和软件平均来得到一个留有裕量的测量结果。EX1048(图3*)的设计采用了每通道独立滤波和放大的方法，将通道与通道的运行隔离开来。这样，送至ADC的信号和由多路器来的信号都不会产生干扰。这类设计就能保证不论相邻通道是否可能出现过压或过载情况，ADC转换得到的数据对每个通道都是有效的。

本文小结

热电偶测量是一种十分普通也很常见的测量，正因为如此，许多仪器厂商往往都忽略了基础信号调理的重要性。于是，终端用户就不得不扛下这一包袱，提供外部信号调理和冷端补偿设备，结果往往造成测量系统成本过高也过于复杂，而且长期维护和系统校准也会受到影响。

内部信号调理是精密热电偶仪器设计(例如EX1048)中的一个关键问题，它与开放式热电偶监测和自校准功能等特性紧密相关。一台热电偶测量仪，如果具备这样全面的功能，就能简化设置和调试操作，避免出现由外部互连电缆引发的问题，并按需提供完全的现场校准。热电偶测量应用有很多种解决方法，但采用一台集成好的仪器来完成测量才是能够降低成本和简化实现的方法。

作者：Jon N. Semancik

VXI技术公司

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