基本原理

K型热电偶作为一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。其优点是:测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量。构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。具体温度对应电压有具体的分度表可供查阅。可以百度搜索K型热电偶分度表即可。

芯片选型

AD597是一款模拟输出的变送器。该器件可对J或K型热电偶输入进行冷结补偿和放大,从而得出与温度成比例的内部信号。接着,该器件将内部信号与外部施加的设定点电压相比较,从而产生低阻抗开关输出电压。死区或开关迟滞可使用单个外部电阻进行编程。AD597可配置成直接采用J或K型热电偶信号提供电压输出(10 mV/°C)。也可用作独立的电压输出温度传感器。AD597可采用+5 V至+30 V的单电源或总范围最高至36 V的双电源供电。典型静态电源电流为160 uA,此时自热误差降至最低。如果感觉模拟的太麻烦推荐使用MAX6675这款数字式的直接读取温度即可。

原理图&3D-PCB

具体讲解

1、芯片第2脚HYS是冷端补偿校准脚,这里可以输入一个可变的电压用来校准输出的0点。

2、芯片第5脚是反馈输入端,用一般用小电阻接到VOUT构成负反馈就可以了,只有在一些特殊功能的时候会使用其他值。

3、IN+和IN-输入信号,这里需要将IN-接地,这样的话可以有效的抑制50Hz的噪声。

4、AD597按照上图电路接好后,由于内部的放大倍率是固定的,所以就可以直接在6脚测到输出电压,用这个电压对应下图的表格即可换算出温度数据。

5、在AD597的输出后再加了一级同相比例放大电路如下图,这样的作用是,进一步的提高输出电压,或者是增加某一段温度的精度。例如,当温度在0-100度变化时,输出AD597输出电压是输出是0-1V,经过放大后,可以增加这一段温度的采集精度。

6、后级放大倍率计算G=R3/R2+1。