熱電偶測量的難點——電壓信號太弱

來源：重慶歐德儀表有限公司 2022年03月26日 09:38

將熱電偶產(chǎn)生的電壓變換成精確的溫度讀數(shù)并不是件輕松的事情，原因很多：電壓信號太弱，溫度電壓關(guān)系呈非線性，需要參考接合點補償，且熱電偶可能引起接地問題。

電壓信號太弱：見的熱電偶類型有 J、K 和 T 型。在室溫下，其電壓變化幅度分別為 52 µV/°C、41 µV/°C 和 41 µV/°C。其它較少見的類型溫度電壓變化幅度甚至更小。這種微弱的信號在模數(shù)轉(zhuǎn)換前需要較高的增益級。

因為電壓信號微弱，信號調(diào)理電路一般需要約 100 左右的增益，這是相當簡單的信號調(diào)理。更棘手的事情是如何識別實際信號和熱電偶引線上的拾取噪聲。熱電偶引線較長，經(jīng)常穿過電氣噪聲密集環(huán)境。引線上的噪聲可輕松淹沒微小的熱電偶信號。

一般結(jié)合兩種方案來從噪聲中提取信號。種方案使用差分輸入放大器（如儀表放大器）來放大信號。因為大多數(shù)噪聲同時出現(xiàn)在兩根線上（共模），差分測量可將其消除。第二種方案是低通濾波，消除帶外噪聲。低通濾波器應同時消除可能引起放大器整流的射頻干擾（1 MHz 以上）和 50 Hz/60 Hz（電源）的工頻干擾。在放大器前面放置一個射頻干擾濾波器（或使用帶濾波輸入的放大器）十分重要。50Hz/60Hz 濾波器的位置無關(guān)緊要—它可以與 RFI 濾波器組合放在放大器和 ADC 之間，作為∑-Δ ADC濾波器的一部分，或可作為均值濾波器在軟件內(nèi)編程。

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