五莲使用单片机采集热电偶

2022-01-15 10:59:10 6912

使用单片机采集热电偶

对于热电偶采集,有专门的芯片比如max31856等等，直接读取内部寄存器就能出来温度，但是有局限性不利于产品升级，只能是固定的一种分度号采集，又比如Wre325型的热电偶不支持，那么只能通过单片机驱动ADC芯片来采集热电偶的电压计算出温度，可以把所有热电偶的分度号以数组的形式保存在单片机里，能支持所有类型的热电偶。

关于热电偶原理，具体的请问度娘，热电偶是一段由不同导体（通常为合金）制成的一端焊接在一起的两根导线，由于塞贝克效应，在热端和冷端之间将产生一个电动势，看个图：

这里热端可理解为热电偶，冷端可理解为连接热电偶的接线端子或者PCB。

热电偶类型及测温范围，看图：

ADC芯片选择，比如ADS1232,ADS1118,ADS1220,AD7793等，我选择的是ADS1118，性价比高，而且内部自带电压基准和温度传感器，电路也很简单，我在AIN2接了一个NTC电阻用于冷端温度测量，使用内部温度传感器可以不要。

热电偶输出的是电压信号，使用ADC采集到的模拟量转换成电压，此时是热端的电压，还需要对冷端电压进行测量补偿，就是连接热电偶的端子或者PCB焊盘那个地方的温度，可以用ADC内部温度传感器进行测量，也可以用NTC电阻。得到冷端的温度后，需要把这个温度通过查热电偶分度表转换成对应的电压，比如，冷端温度为30度，通过查热电偶分度表得到30度的电压是多少，最后热电偶输出的电压加上冷端补偿的电压就是实际电压，实际电压再通过查热电偶分度表就能得到实际温度。看个图，T代表温度，V为电压：

举个栗子：

ADC 冷端报告 26.2°C，经 ADC 测量的 K 类型热电偶电压 6.62mV。要将这个值转换为最终温度，首先将测得的片载温度转换为相应的所使用的热电偶类型的电压。根据制造商热电偶分度查询表，26.2°C 对应于 1.049mV。于是 = 1.049mV + 6.62mV = 7.669mV 。

下一步，从热电偶查询表中，将新计算得出的电压V转换回一个温度。在这个示例中，制造商热电偶查询表指示 7.669mV 与 188.05°C 等效。

热电偶S,B,W,R,K,J等不同类型的分度表，网上都能找得到，都是统一的，写程序的时候按照标准的分度表来，实际还需校准，因为每个厂家的制造工艺导致有误差。格式是这样的，请看图：

上图，800度时热电偶输出33.275毫伏。把这些毫伏表乘以1000写到单片机数组里，可以隔5度10度50度记录一个数就可以，用二分查表法查，然后计算两个点的线性比就可以得到温度。

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