项目用热敏电阻制作水沸报警器项目热电偶放大电路设计一个热电

工程一、用热敏电阻制作水沸报警器工程二、热电偶放大电路

0~6V1OmV/c。00

K型热电偶，由于，热电偶的特性都是非线性的，在各类热电偶中，K型热电偶的线性是比较好的， 温度从0~600C时，最大非线性误差约为1%。放01C的温差所产生的热电偶输出电压格外小，0

大约只有数十微伏，要放大如此小的电压，只能承受高精度的运算放大器。这里选用与热电偶配套的专用集成运放ADOP07。现在高精度的运算放大器在市场上唾手可得，因此运放的选取已不成问题，问题的关键变成了外围器件的选择。VOUT0~6V10mV/0C5-8KVOUT0~6V10mV/0C

给出了该电路的外围元器件。

R3、C1构成输入

C110C的温差所产生的热电势格外小，大约只有数十微伏，放大器不平衡电压的漂移应当格外小； 而漏电流大的电容器会产生额外的不平衡C10.1uAR30.1uAX1kQ=100uV的不平衡电压。因此C1要么选用低漏电流型的电解电容器，要么选用尺寸较大的聚酯薄膜电容器。选用电解电容器时可用万用表测一下它的绝缘电阻，绝缘电阻越大漏电流越小。5-1名称 图中代号A1型号ADOP07备注R1~R32%,1/4W金属膜电阻VR1,VR210圈旋转型陶瓷金属材料，多圈旋转型电解运算放大器电阻器电位器电容器热电偶C1TX20%,50VK型热电偶电容器K型热电偶分度表〔5-2〕可知，K0C时产生的热电势为0运算放大器电阻器电位器电容器热电偶C1TX20%,50VK型热电偶电容器热电势为24.902mV6.0V的电压，运放的增益大约应设置在这样可以推算出R1、R2、VR1的阻值分别为510Q、120KQ、3KQ。

240左右，5-2热电偶的输出电压温度氏K型热电偶/mVJ型热电偶/mVE型热电偶/mVT型热电偶/mV-200-5.891-7.890-8.824-5.603-100+3.553-4.632-5.237-3.37800000+100+4.095+5.268+6.317+4.277+200+8.137+10.777+13.419+9.286+300+12.207+16.325+21.033+14.860+400+16.395+21.846+28.943+20.869+500+20.640+27.388+36.999+600+24.902+33.096+45.085+700+29.128+39.130+53.110+800+33.277+45.498+61.022+900+37.325+51.875+68.783+1000+41.296+57.942+76.358+1100+45.108+63.777+1200+48.828+69.536+1300+52.398工程三、用J 型热电偶制作温度计5.2.2用热电偶制作测温电路用J型热电偶制作一个量程为 0~300°C,测量误差掌握在1~2°C以内的温度计。元器件的选取放大电路选用AD594，AD594J型热电偶的专用集成电路，该集成电路可以进展热电动势的放大与基准接点〔冷接点〕的温度补偿，而且还内置有断线检测电路。但是，该芯片内部不含有线性化电路，因此，必需增加线性化电路，线性化电路由

AD538ADADOP07D构成。电路如图5-9所示。外围电路元器件如表 5-3所示。热电偶要连接到输入用的接线柱上， AD594应当尽可能地配置在靠近这种接线柱的地方。其缘由是，这种接线柱本身就成了基准接点。在AD594四周的热源会造成基准接点的温度变化。

AD594四周应避开设置发热器件，由于名称运算放大器图中代号A1型号ADOP07AJ备注专用集成电路IC1AD594ADJ型热电偶专用乘法器IC2AD538AD晶体管TR12SA101550V、0.1A以上即可发光二极管LED1TLR143红色二极管D11S1588金属膜电阻电阻器R1~R42%,1/4W碳属膜电阻R5~R85%,1/4W陶瓷金属材料、多圈旋转型电位器VR110圈旋转型3电路制作实施方案用面包板制作制作工具：面包板一块，型号： SYB-46、尺寸：90X53X8.5mm，镊子一把。用面包板制作的优点：电路连接敏捷便利、速度快、全部元器件都可以回收重复使用本钱较低；缺点：电路连接的牢靠性较差、故障率高、指标达不到要求。2•用单孔万用板制作制作工具：单孔万用板一块、电烙铁一套、镊子一把、小剪刀一把、焊锡丝假设干。用单孔万用板制作的优点：电路连接牢靠、性能稳定、能够实现设计指标；缺点：电路连接简单、简洁出错、局部元器件不能回收、本钱较高。3PCB印制电路板制作制作工具：PCB印制电路板一块、电烙铁一套、镊子一把、小剪刀一把、焊锡丝假设干。用PCB印制电路板制作的优点：电路焊接简洁、性能稳定牢靠、能够到达抱负设计指标；缺点：由于数量较少PCB印制电路板开板本钱很高。MAX6675K型热电偶的高精度智能测温系统MAX6674/6675MAXIM公司生产的两种基于SPI总线的专用K型热电偶冷端温度补偿芯片，不仅能补偿 K型热电偶的冷端温度，还能对热电势信号进展数字化处理，被广泛用于工业、仪器仪表和自动化等领域。MAX6674/6675的电路原理根本一样，两者的主要区分在于测温范围和区分力不同。MAX6674内部承受10bitADC，测温范围为0〜+128C,区分力0.125C，在0〜+125C内的转换精度为土2C,转换时间为0.15s。MAX6675内部承受12bitADC，测温范围为0〜+1024C,区分力也是0.125C，在0〜+700C内的转换精度为土8个字，完成一次转换只需0.17s。因此MAX6675适合测量宽范围温度， MAX6674仅适合测量中、低温。MAX6675的内部电路构造和引脚排列已由 3.3.3节的图3.14给出。内部主要由8局部组成：低噪电压放大器A1、电压跟随器A2、冷端温度补偿二极管、基准电压源、数字掌握器、12bitADC、SPI串行总线接口和模拟开关(S1〜S5)。其冷端温度补偿原理是：偶所产生的热电势eA1、A2放大后得到热电势信号U1S4ADC。U1=aTT=aT•(T-T0)

K型热电(3.26)式中，arK型热电偶的电压温度系数，aT=41凶/C,T、T0分别为被测温度和冷端环境温度。与此同时，冷端温度补偿二极管将T0U2：U2=aT•T0

(3.27)U2S5ADC。ADCU1U2转换成数字量，再将U1U2相加并除以a,即获得输出电压的数据，该数据代表测量点的实际温度 T。S1〜S5均受数字掌握器掌握，转变其通断状态，即可转变电路的接线方式。如当S3断开、S1和S2闭合时，ADC进入自动调零；当S2断开、S1和S3闭合时，ADC进入正常测量状态。利用S2断开、S1和S3闭合时的电路状态还能检查热电偶是否发生开路故障。假定测量过程中热电偶突然开路，导致 T+端悬空，A1变成电压跟随器，其输出电压为10%，假设通过数字掌握模拟开关

S3的通断并检查被测温度有无变化，则可简洁确定热电偶是否开路：数据不变，开路；数据能随温度变化，则热电偶正常。MAX6675承受标准的SPI串行总线与外部微处理器接口，并且MAX6675只能作为从设备。其串行总线接口有三个引脚： SCK、SO和CS,SCK为串行时钟输入端，SO是串行数据输出端，CS3.323.33SO输出温度数据的格式和SPI接口时序。3.32MAX6675「scKnjrLrm_rm_rm_rLrvLrL

Lr^L时序图可以看出，微处理器使 CS低电平选中并向 MAX6675供给时钟信号SCK,MAX6675开头数据的输出过程。在

SCK的下降沿，SO端按从最高位〔Di5〕至最低位〔Do〕顺

0C,则一次输16Di4〜D30D14〜D31,则表示被测温度为+1023.75C。使用K型热电偶和MAX6675构建的高精度温度测量系统框图如图 3.34所示。K型热电偶接在MAX6675的T+和T-端，热电偶冷端接地。主机选用 89C51单片机，MAX6675作为从机，从89C51的P1.1口线给MAX6675发送串行时钟，P1.0口线用来接收MAX6675输出的温度数据，P1.2作为片选信号，P1.2=0时MAX6675被选中。系统配有5位LED数码显示器，小数点定位在十位之后，因而可以测量 0〜+1024C的温度，区分力为 0.1Co89C51P0LED数码显示器，低4位接译码驱动器CD4511474LS154oP1.2口线通过声光报警电路接扬声器，当热电偶消灭开路故障时，扬声器发出报警声。P04X4键盘。+5VQ—0；T

译码驱动UccUccP0.0〜P0.3SOGNDSCKP1.0P1.1P0.4〜P0.7—MAX667589C51T+CS*P1.2P1.3——■T-P口2位驱动(74LS154)

LED显示器声光报警电路K4X43.34MAX6675系统相应的温度值读取和数据转换程序为：温度值读取子程序SOCSSCKDATAHDATAL

BITBITBITDATADATA

P1.0;定义P1.0为数据输出位P1.1;定义P1.1为片选信号P1.2;定义P1.2为时钟信号30H16位数据高字节存放单元31H16位数据低字节存放单元TDATAH

DATA 32H12位温度数据高字节存放单元TDATALTDATALREADY：DATACLRCLRREADH：MOVMOVRLCCS;停顿转换并输出数据CLK;时钟变低R2，#o8HC，SOCLKREADL：SETBNOPCLRDJNZMOVMOVMOVRLCSETBNOPCLRDJNZMOVSETBRETCLKR2，READHDATAH,A;保存高8位数据R2，#o8HC,SO;读D7〜Do位ACLKCLKR2，READLDATAL,A;保存低8位数据CS;启动下次转换过程

16位数据的关心位去掉，转换成 12位温度数据D6TOT12：MOVRLCSWAPMOVANLMOVMOVANLMOVMOVC