热电偶测温方案系列--专用K型热电偶测温IC测温【原创首发】
如果测量的温度不超过150℃,通常我们使用NTC就可以了,单片机通过AD转换就可以得到温度,简单实用。烧水壶、咖啡壶、豆浆机等小家电上基本上都是用NTC来测温。但测量的温度比较高的话,NTC就不适用了。这时候我们可以用热电偶来测温,一般可以测量-200℃~1300℃,特殊情况下可测量-270℃~2800℃。
热电偶(thermocouple)是温度测量中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成。
热电偶测温的方案跟NTC是完全不同的,热电偶测温的工作原理大家可以自行网上找资料参考,这里主要是谈设计方案。
热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,我们只要测出两端的电动势差,再加上温度补偿就可以得到真实的温度了。
下面我们用K型热电偶进行方案设计
本方案可以让你快速设计出稳定可靠的产品,缺点就是成本会比较高一些,还有就是测温范围不会太广,如果本方案满足不了你的要求,请关注我,很快就会推出下一个热电偶测温方案哦。
方案一:使用专用K型热电偶测温IC测温
Maxim(美信)有一款K型热电偶测温的专用IC MAX6675,它是自带温度补偿的
使用环境温度为:-20°C to +85°C
测温范围是:0°C ~1024°C,分辨率可以去到0.25°C
原理图如下:
通过SPI接口就可以直接读取到温度了,有一点需要注意的是,读取温度的频率不要太高了,至少间隔0.5秒读一次温度数据。
读取温度的示例程序如下:
typedef struct { u16 TemperatureIn; //Temperature of Thermocouple u8 ThermocoupleStatus; //=1 Thermocouple open }TempStruct; TempStruct Temperature; void Max6675Int(void) { MAX6675_CS=1; MAX6675_SCK=0; Temperature.ThermocoupleStatus=0; Temperature.TemperatureIn=0; } void GetTemperature(void) { u16 TempData; u8 i,Temp; TempData=0x0000; MAX6675_CS=1; MAX6675_SCK=0; _nop_(); MAX6675_CS=0; _nop_(); if(MAX6675_SO==1)TempData+=1; MAX6675_SCK=1; for(i=0;i<15;i++) { TempData<<=1; MAX6675_SCK=0; _nop_(); if(MAX6675_SO==1)TempData+=1; _nop_(); MAX6675_SCK=1; } MAX6675_SCK=0; MAX6675_CS=1; Temp=(u8)TempData; Temp &=0x04; if(Temp!=0) // Thermocouple open { Temperature.ThermocoupleStatus=1; Temperature.TemperatureIn=0; } else { Temperature.ThermocoupleStatus=0; TempData>>=3; TempData&=0x0fff; Temperature.TemperatureIn=TempData/4; Temp=(u8)(TempData%4); if(Temp>1)Temperature.TemperatureIn+=1; _nop_(); } }
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