数字仪表设计-复合式数字温度计

温度都比较广，感测输入端除了有热电堆传感器外，还有镜片及散热片。镜片的功能是将红外线波焦距到热电堆传感器，由于希望量测的温度准确度高，所以必须将量测的范围越小越好，故加镜片焦距，通常会采用菲涅尔透镜(Fresnel Lens)。当在量测高温时感测输入端，会因高温将镜片及传感器热涨，所以通常会将镜片及传感器固定在散热座，以帮助感测输入端温度能快速平衡。若要更了解热电堆传感器可上制造商网站或向代理商询问。

由于热电偶或热电堆传感器温度变化输出只有数十微伏，所以必须要利用低输入准位偏移、低噪声、低温度飘移的放大器，本文采用纮康科技HY11P14内部的放大器将热电堆电压放大。

热电偶或热电堆传感器，接点必也是两个不同金属材质相接，也会产生西贝克效应。所以当在操作环境温度与待测温度一样时，则热电偶产生出电压为零，则需做热电偶的冷接点补偿(Cold-Junction Compensation)，而通常会用热敏电阻作为内部温度传感器。电阻的测量方式有：电桥式、比率式、定电流式。本文采用定电流式量测热电堆传感器内的热敏电阻值，再去转换出温度值，做热电堆传感器的冷接点补偿。

▲ Single-Supply, Type K Thermocouple Signal Conditioning Circuit with Cold-Junction Compensation(摘自Analog Devices TMP36 Datasheet)

所有模拟电压都由HY11P14内部Δ-Σ模拟数字信号转换器(Delta-Sigma Analog to Digital Converter)将模拟信号转换成数字信号。而Δ-Σ模拟数字信号转换器的最大优点就是精确度及分辨率高、转换速度快、较无外围电路。最后HY11P14将数字数据计算出该温度值及时钟，再显示于LCD面板上，并可将资料储存至EEPROM，及经由Silicon Laboratories CP2110接收HY11P14的UART所送出的温度数据，计算机可透过USB接口读取数据。

三、 电路图：

四、 参考数据：

红外线传感器应用, 纮康科技产品应用说明书

HY11P12热电偶测温, 纮康科技产品应用说明书

五、 芯片制造商：

纮康科技(HYCON Technology)专注于温度、压力、重量、电压、电流、功率……等模拟讯号的量测及监视。主要提供在电池管理、仪器仪表(包含医疗、计量、 温度…)，及工业控制等领域的相关芯片开发。

http://www.hycontek.com/