热电偶冷端补偿

	冷端 温度 (°C)	热端测量 温度* (°C)
测量值#1	-39.9	+101.4
测量值#2	0.0	+101.5
测量值#3	+25.2	+100.2
测量值#4	+85.0	+99.0

* “热端测量温度”是经过补偿的数值，由电路测量得到。

示例#2
图3所示电路中，远端温度检测IC测量电路的冷端温度，与本地温度检测IC不同的是IC不需要靠近冷端安装，而是通过外部连接成二极管的晶体管测量冷端温度。晶体管直接安装在热电偶接头处。温度检测IC将晶体管的测量温度转换成数字输出。

ADC的通道1将热电偶电压转换成数字输出，通道2没有使用，输入直接接地。外部2.5V基准IC为ADC提供基准电压。


图3. 远端二极管温度检测IC不必靠近冷端，因为它使用了一个外部二极管检测温度。MAX6002为ADC提供2.5V基准电压。

表3列出了温度测量结果，冷端温度变化范围：-40°C至+85°C，热端保持在+100°C。实际测量结果在很大程度上取决于远端二极管温度检测IC的精度和烤箱温度。

表3. 图3电路在不同烤箱的冷端和热端测量温度

	冷端 温度 (°C)	热端测量 温度* (°C)
测量值#1	-39.8	+99.1
测量值#2	-0.3	+98.4
测量值#3	+25.0	+99.7
测量值#4	+85.1	+101.5

* “热端测量温度”是经过补偿的数值，由电路测量得到。

示例#3
图4电路中的12位ADC带有温度检测二极管，温度检测二极管将环境温度转换成电压量，IC通过处理热电偶电压和二极管的检测电压，计算出补偿后的热端温度。数字输出是对热电偶测试温度进行补偿后的结果，在0°C至+700°C温度范围内，器件温度误差保持在±9 LSB以内。虽然该器件的测温范围较宽，但它不能测量0°C以下的温度。


图4. 集成了冷端补偿的ADC，将热电偶电压转换为温度，无需外部元件。

表4是4所示电路的测量结果，冷端温度变化范围：0°C至+70°C，热端温度保持在+100°C。

表4. 图4电路在不同烤箱的冷端和热端测量温度

	冷端 温度 (°C)	热端测量 温度* (°C)
测量值#1	0.0	+100.25
测量值#2	+25.2	+100.25
测量值#3	+50.1	+101.0
测量值#4	+70.0	+101.25

* “热端测量温度”是经过补偿的数值，由电路测量得到。

结论

由于热电偶是差分温度测量器件，在处理热电偶信号时必须建立一个参考点。热电偶所提供的电压体现了热端与冷端的温度差。如果已知冷端温度和相对于冷端的热端温度，即可确定出热端的实际温度值。

冷端补偿器件的选择标准与精度、成本、线性度、温度范围等因素有关，铂RTD精度最高，但成本也最高。电热调节器价格低、可工作在较宽的温度范围，但其线性度较差。硅温度传感器检测IC工作温度范围较窄，但具有合理的精度和线性度，成本也比较低，能够满足多数热电偶应用的需求。