利用先进的热电偶和高分辨率Σ-Δ ADC实现高精度温度测量

摘要：许多工业和医学应用需要±1°C甚至更高精度的温度测量，并且成本合理，可覆盖宽温范围(-270°C至+1750°C)，这些系统往往还要求低功耗性能。经过正确选择和标准化处理，利用高分辨率ADC数据采集系统(DAS)和新型热电偶，能够覆盖这一温度范围，即使在恶劣的工业环境下，亦可确保精确测量。
利用先进的热电偶和高分辨率Σ-Δ ADC实现高精度温度测量
Joseph Shtargot, 应用工程师
Sohail Mirza, 应用经理
Mar 04, 2012

摘要：许多工业和医学应用需要±1°C甚至更高精度的温度测量，并且成本合理，可覆盖宽温范围(-270°C 至+1750°C) ，这些系统往往还
要求低功耗性能。经过正确选择和标准化处理，利用高分辨率ADC 数据采集系统(DAS) 和新型热电偶，能够覆盖这一温度范围，即使在
恶劣的工业环境下，亦可确保精确测量。

类似文章于2011年6 月22 日发表在EE Times 杂志。


引言
热电偶广泛用于各种温度检测。热电偶设计的最新进展，以及新标准和算法的出现，大大扩展了工作温度范围和精度。目前，温度检测
可以在-270°C 至+1750°C 宽范围内达到±0.1°C的精度。为充分发挥新型热电偶能力，需要高分辨率热电偶温度测量系统。能够分辨极小
电压的低噪声、24 位、Σ-Δ模/ 数转换器(ADC) 非常适合这项任务。数据采集系统(DAS) 采用24 位ADC 评估(EV)板，热电偶能够在很宽的
温度范围内实现温度测量。热电偶、铂电阻温度检测器(PRTD) 和ADC 相结合，可构成高性能温度测量系统。采用低成本、低功
耗ADC 的DAS系统，可理想满足便携式检测的应用需求。


热电偶入门
托马斯 塞贝克在1822年发现了热电偶原理。热电偶是一种简单的温度测量装置，由两种不同金属( 金属1 和金属2) 组成( 图1) 。塞贝克发
现不同的金属将产生不同的、与温度梯度有关的电势。如果这些金属焊接在一起构成温度传感器结(T JUNC，也称为温度结) ，另一端未
连接的差分结(T COLD ，作为恒温参考端) 上将呈现出电压，VOUT ，该电压与焊接结的温度成正比。从而使热电偶输出随温度变化的电
压/ 电荷，无需任