k型热电偶测温请教贴

只看该作者 · 2011-10-9 12:17

小弟最近用K型热电偶测温，测温范围要求0-800摄氏度，精度要求1摄氏度以下，K型热电偶每摄氏度产生41uV的电压，小弟头一次做模拟电路，已经做了两个多星期的实验了，确定了大致的电路结构，问，还望诸位大牛能够路见不平，拔刀相助！！！！

先把电路图贴上来吧，呵呵:'(

图一：三运放差分放大电路

图二：双运放差分放大电路
小弟现在使用的是5V单电源供电，放大电路需要将热电偶产生的0-33.2754mV的电压放大100倍至0-3.3V电压之间，送给ARM内部ADC转换。

问题一:使用5V单电源供电是不是太低了呢，导致三运放差分结构仅有0.5V-3.8V的输出，是否应该将单电源电压升高，比如换成单电源12V？

问题二：如果在三运放结构的输出级加入调零电路，将0.5V-3.8V的电平范围整体平移至0-3.3V，是不是可以呢？会不会因为电压过低导致两端线性度变差呢？

问题三：在三运放的差分放大结构中，是应该依赖第一级R9 R12 R14放大呢，还是依赖后级放大，还是将放大倍数均分给两级呢？

问题四：在三运放的差分放大结构中，R6=R7=R16=R17，这四个电阻必须要用精密电阻吗？

问题五：应该选用什么集成运放，我现在用的是LM324,输出距离理想值有一百多毫伏的差距，使用软件校正可以吗？使用OP07会不会使性能变好呢？可不可以给推荐一款运放？

问题六：选用运放要注意哪些参数呢？比如输入失调电压，输入失调电流，输入失调电压漂移，输入失调电流漂移。每一个参数是怎样影响电路性能的，最好能举个例子，:lol

问题七：如果在运放输入前端加入低通滤波器，会不会影响电桥的输出信号？

问题八：我发现电源的噪声很大，在示波器上看的话，文波好像大于有效信号，怎么样给电源滤波呢？运放对供电电压的稳定性要求高吗？电桥上供电电压是不是应该进行一下稳压呢？

问题九：我想用TL431给点桥提供一个精准的电压，能不能介绍一下TL431的用法，不要说当稳压管用就行，因为小弟实在是太菜了

问题十：麻烦大牛们能不能提供一种硬件校正的方法呢？

只看该作者 · 2011-10-9 12:18

头次发帖，还望大家能够踊跃发言啊

只看该作者 · 2011-10-9 13:21

只看该作者 · 2011-10-9 13:22

我QQ915480129

只看该作者 · 2011-10-9 13:23

:'(大牛们呢？？？？？？？？？？

只看该作者 · 2011-10-9 13:36

之前用LM358做过实验，没法调零；偏差较大；

后来用OP07做出来还可以；

只看该作者 · 2011-10-9 13:39

对于问题一，5V供电可以，你可以到ADI公司找单电源 5V供电的运放，输入和输出范围为0-5V
问题二，你可以用运放搭建减法电路，减去0.5V，至于怎么做，你查一下运放的应用电路吧!而且这属于电平转换电路，不是调零电路

3万 · 2011-10-9 14:05

你这种情况，先用热电偶调理芯片吧，ADI,MAXIM这些模拟厂家都能提供，选个demo板，测通过了就画板，以后有成本压力了（水平也上去了）再考虑低成本方案。

3万 · 2011-10-9 14:06

搞技术切忌急于求成一步到位……

3万 · 2011-10-9 14:20

1、K型热电偶，精度要求1摄氏度，用OP-07都嫌失调太大了一点，更别说LM324这种很“粗糙”的运放了。若用LM324，温漂可以让你发疯。这样的精度要求，不能图便宜用普通运放。
2、不一定要用仪表运放，单级运放放大即可。但运放一定要用精密运放。若选用OP-07，必须加入调零电路，手动调整以消除失调的影响。更好的运放是斩波自稳零运放，不过价格相当贵。
3、若一定要用单电源，OP-07不能胜任。现在倒是有很多单电源轨到轨运放，但价格比较贵。从成本上考虑，增加一组负电源，运放用双电源供电，便宜得多。
4、你这个要求，选用运放首先要失调电压和失调电压温度系数小，别的参数均属次要，因带宽很小，热电偶电阻又很小。
5、运放前端加低通滤波，不会影响桥式电路输出信号。但低通滤波各元件参数应仔细选择。
6、TL431作为基准，勉强能用。具体使用方法见TL431资料，上面讲得很详细。
7、看不出你的桥式电路有什么用。
8、作为测温电路，还应该加上热电偶断线检测电路和冷端温度检测电路(通常称冷端补偿)。
9、热电偶必须根据其型号进行线性化。既然要A/D后进单片机，软件上做这部分工作比较省力，查表线性内插即可。硬件实现校正，有MAX6675。该芯片内部有放大器、断线检测、A/D转换、冷端补偿、线性化、直接SPI输出温度值，单5V供电。没有用过，估计价格相当贵。

只看该作者 · 2011-10-9 14:37

可以用普通单电源运放,但为了保证能测到负温度,必须增加OFFSET,但A/D就必须用DIFF型的了,并且还必须考虑共地的问题.一般温度采样频率小于10HZ,所以可用大的RC滤波消噪.

只看该作者 · 2011-10-9 15:57

感谢诸位大牛的热心帮忙，先感谢啦:'(:'(:'(

只看该作者 · 2011-10-9 16:15

8# mohanwei
感谢感谢，还望多多帮忙:'(

2万 · 2011-10-9 18:37

图一右上方的电路，加一个差分放大，运放要选择低压低失调的，比如OPA333。
也可以用OP07，但是要正负电源，精度勉强满足要求。

ARM内部的ADC一般最多12bit，精度太差了。
线性要软件处理的，K的非线性本来就很大。

只看该作者 · 2011-10-9 21:15

直接用 CS1160加一个简单的跟随电路是最好的。

复杂了反而不好

另外，TL431做 12位精度的基准，恐怕是不行的。

只看该作者 · 2011-10-10 08:31

首先感谢大家的帮忙，小弟暂时也没有什么好的想法，只有把诸位大牛的主意一一尝试，再做回复，谢谢大家先

只看该作者 · 2011-10-10 08:41

10# maychang

您好，maychang，我图一右侧的电桥是利用PN结的温度系数做的温度补偿电路，但是我不知道这样温度补偿出来的效果怎么样，原来看一篇**上说的是可以做到一个摄氏度以下，不知道大侠有没有好的温度补偿的方法？？

只看该作者 · 2011-10-10 08:51

8# mohanwei

谢谢，呵呵，自己也觉得自己思路有点不对，不应该先关注成本，而应该先实现功能，:lol

只看该作者 · 2011-10-10 08:59

324 358虽然可用，但是各种补偿会令你头痛；至少OP07；有必要的话还是用双电源，至少弄个建议的负压；
单击运放放大即可满足要求，尽量简化电路，多一个元件就多一份影响；
图1的冷端补偿对电源要求较高；
最好是软件校正和线性化，电位器可靠性差；
如果没有成本要求，可以用内置PGA的AD，外围只要几个阻容和冷端补偿就可以了；
如果是工业用的话，应加断线检测，图中断线就会测室温

只看该作者 · 2011-10-10 10:06

19# mcu5i51

请问大侠，运放使用双电源供电的话对于电源的，对于正负电源的对称度是不是有很高的要求？？？
另外如果使用单级运放的话，如何保证放大电路整体具有尽可能大的输入电阻，以尽量减小对电桥输出信号的影响？？？？
可否推荐一款价格合理一点的仪用集成放大器？？？？

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