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《电子DIY》之K型热电偶MAX6675简介\u003c1\u003e_热电偶_温度

萌界大人物 2024-08-29 05:50:19 0

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热电偶的种类  K 型(镍铬 - 镍硅) WRN 系列 N 型(镍铬硅 - 镍硅镁) WRM 系列  E 型(镍铬 - 铜镍) WRE 系列 J 型(铁 - 铜镍) WRF 系列  T 型(铜 - 铜镍) WRC 系列  S 型(铂铑 10- 铂) WRP 系列  R 型(铂铑 13- 铂)WRQ系列 B 型(铂铑 30- 铂铑 6 )WRR 系列  热电偶作为一种紧张的测温元件,具有构造大略、制造随意马虎、利用方便、测温范围宽、测温精度高档特点。
但是将热电偶运用在基于单片机的嵌入式系统领域时,却存在着以下几方面的问题。
①非线性:热电偶输出热电势与温度之间的关系为非线性关系,因此在运用时必须进行线性化处理。
②冷补偿:热电偶输出的热电势为冷端保持为0℃时与丈量真个电势差值,而在实际运用中冷真个温度是随着环境温度而变革的,故需进行冷端补偿。
③数字化输出:与嵌入式系统接口一定要采取数字化输出及数字化接口,而作为仿照小旗子暗记测温元件的热电偶显然法直接知足这个哀求。
因此,若将热电偶运用于嵌入式系统时,须进行繁芜的旗子暗记放大、A/D转换、查表线性线、温度补偿及数字化输出接口(a)等软硬件设计。
如果能将上述的功能集成到一个集成电路芯片中,即采取单芯片来完成旗子暗记放大、冷端补偿、线性化及数字化输出功能,则将大大简化热电偶在嵌入式领域的运用设计。

热电偶事情事理:当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为事情端或热端,另一端温度为T0 ,称为自由端(也称参考端)或冷端,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。
这种征象称为“热电效应”,两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电动势则称为“热电动势”。
热电动势由两部分电动势组成,一部分是两种导体的打仗电动势,另一部分是单一导体的温差电动势。
(摘自《传感器事理》)

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MAX6675知足了(a)条件,即集其成了热电偶放大器、冷端补偿、A/D转换器及SPI串口的热电偶放大器与数字转换器。
MAX6675冷端温度补偿、热电偶数字转换器可进行冷端温度补偿,并将K型热电偶旗子暗记转换成数字旗子暗记。
数据与SPI™兼容的12位分辨率只读格式输出。
该转换器可将温度解析为0.25°C,许可读数高达+ 1024°C。
在0°C至+ 700°C温度范围内具有8LSB的热系数精度。

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(图片来自网络侵删)

MAX6675的紧张特性如下:①大略的SPI串行口温度值输出;②0℃~+1024℃的测温范围;③12为0.25℃的分辨率;④片内冷端补偿;⑤高阻抗差动输入;⑥热电偶断线检测;⑦单一+5V的电源电压;⑧低功耗特性;⑨事情温度范围-20℃~+85℃;⑩2000V的ESD旗子暗记。
备注:该器件采取8引脚SO贴片封装。

二,MAX6675引脚定义:

芯片图

引脚 名称 功能1 GND接地端2 T-K型热电偶负极3 T+K型热电偶正极4 VCC正电源端5 SCK串行时钟输入6 CS片选端,CS为低时、启动串行接口7 SO串行数据输出8 N.C.空引脚三,MAX6675事情事理剖析:

MAX6675内部框图:

内部事理图

MAX6675内部具有将热电偶旗子暗记转换为与ADC输入通道兼容电压的旗子暗记调节放大器,T+和T-输入端连接到低噪声放大器A1,以担保检测输入的高精度,同时使热电偶连接导线与滋扰源隔离。
热电偶输出的热电势经低噪声放大器A1放大,再经由A2电压跟随器缓冲后,被送至ADC的输入端。
在将温度电压值转换为相等价的温度值之前,它须要对热电偶的冷端温度进行补偿,冷端温度即是MAX6675周围温度与0℃实际参考值之间的差值。
对付K型热电偶,电压变革率为41μV/℃,电压可由线性公式Vout=(41μV/℃)×(tR-tAMB)来近似热电偶的特性。
上式中,Vout为热电偶输出电压(mV),tR是丈量点温度;tAMB是周围温度。

范例运用电路显示了MAX6675与微掌握器接口。
MAX6675处理来自热电偶的读数,并通过串行接口传输数据。
逼迫CS为低电平并在SCK处施加时钟旗子暗记以读取SO的结果。
逼迫CS低立即停滞任何转换过程。
发起新的转化通过迫使CS高来进行处理。
逼迫CS为低电平以输出SO引脚上的第一位。
一个完全的串行接口读取须要16个时钟周期。
在时钟的低落沿读取16个输出位。
第一位D15是伪符号位,始终为零。
D14–D3位包含转换后的温度从MSB到LSB的顺序。
D2位常日为低电平且当热电偶输入打开时变为高电平。
D1是低电平,为MAX6675和D0位供应器件ID是三态。
数据格式如下图:

格式

(以上先容官方芯片手册翻译过来,若有缺点欢迎评论指出)

与MCU电路连接图:

连接图

四,MAX6675时序:

采集数据时序:

SPI数据采集时序

SPI相应参数

五,MAX6675模块实物图:

MAX6675+热电偶实物图

(只拍了背面)

更多内容:

https://blog.csdn.net/liuxianfei0810/article/details/105903354

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