整體熱電偶放大器 - AD849X示例　　潛水，讓我們看一下圖1所示的AD849X的功能框圖。

　　圖1。AD849X的框圖。圖像由模擬設(shè)備提供
　　該設(shè)備包括低偏移，固定增益儀器放大器 和內(nèi)置冷路補償（CJC）電路。該家族中的每個設(shè)備均用于J-或K型熱電偶的工廠校準。 AD849X可以將熱電偶的小輸出直接轉(zhuǎn)換為高級信號，該信號變化5 mV/°C。以下方程可用于找到熱電偶的熱連接溫度（T MJ ）：
　　\ [t_ {mj} = \ frac {v_ {out} -v_ {ref}}} {5MV/°C} \]
　　等式1。
　　其中v ref是ref引腳處的電壓。例如，如果AD8494產(chǎn)生的輸出為250 mV和V REF  = 0，則熱點在50°C下。
　　熱電偶信號調(diào)節(jié)：在相同溫度下IC和冷連接處　　使用整體熱電偶解決方案時應(yīng)考慮的一般要求是，這些設(shè)備應(yīng)靠近熱電偶的冷連接處（圖2）。

　　圖2。 顯示AD849X中的連接的圖。 圖像由模擬設(shè)備提供熱電偶信號調(diào)節(jié)劑使用CJC的集成溫度傳感器。該溫度傳感器實際上測量了芯片溫度而不是熱電偶的冷連接。因此，為了更準確地測量冷連接溫度，信號調(diào)節(jié)器應(yīng)在冷連接處附近。這并不困難，尤其是在信號調(diào)節(jié)劑中，例如3.2 mm×3.2 mm×1.2 mm包裝的AD849X。
　　AD849X軟件包和冷連接點之間的任何溫度差都是在最終測量值下作為溫度誤差。除了使用AD849X和冷路之間的短痕跡外，最小化IC的功耗以避免在PCB上產(chǎn)生溫度梯度也很重要。這將我們帶到了有關(guān)熱電偶信號調(diào)節(jié)劑的另一個重要點：這些設(shè)備通常僅從電源中繪制一個小電流，以最大程度地減少自加熱效果。例如，AD849X的當前消耗為180 ?A。如果需要，AD849X可以向負載輸送超過±5 MA。但是，提供大量的輸出電流會導致溫度梯度并在我們的測量中引入錯誤。
　　AD849X的非線性誤差
　　盡管熱電偶具有非線性輸入輸出特性，但方程1表明AD849X的輸出是熱連接溫度的線性函數(shù)。應(yīng)當指出的是，AD849X線性放大（冷連接）熱電偶信號。因此，擴增的輸出實際上與熱電偶信號一樣非線性。因此，公式1給出的線性函數(shù)僅近似系統(tǒng)的實際非線性響應(yīng)。
　　盡管AD849X并未積極糾正熱電偶非線性，但它的設(shè)計基于感興趣溫度范圍內(nèi)傳感器特性曲線的線性模型。換句話說，“最適合”受支持傳感器的非線性特征（鏈接200）的直線用于出廠校準內(nèi)部放大器。這可以最大程度地減少公式1提供的線性模型的非線性誤差。在指定的溫度范圍內(nèi)，該方程預測的值應(yīng)具有小于±2°C的線性誤差。下表給出了該家族每個部分的溫度范圍。
　

表1。使用模擬設(shè)備的數(shù)據(jù)

AD849X±2°C精度溫度范圍
部分	熱電偶類型	最大錯誤	環(huán)境溫度范圍	測量溫度范圍
AD8494	j	±2°C	0°C至50°C	-35°C至+95°C
AD8495	k	±2°C	0°C至50°C	-25°C至+400°C
AD8496	j	±2°C	25°C至100°C	+55°C至+565°C
AD8497	k	±2°C	25°C至100°C	-25°C至+295°C

請注意，該家族中的每個設(shè)備都經(jīng)過預修剪以匹配J-或K型熱電偶的特性。本應(yīng)用說明討論可以顯著改善AD849X線性的算法。圖3顯示了AD8495的非線性誤差以及帶有和沒有校正算法的參考設(shè)計的非線性誤差

。

　　圖4。AD8495的非線性誤差圖。圖像由模擬設(shè)備提供在這種情況下，線性改進算法將誤差降低到小于±0.5°C。
　　AD849X參考（參考）PIN功能
　　當熱電偶的測量（或熱）連接處的溫度低于其參考（或冷）連接時，熱電偶會產(chǎn)生負電壓。因此，如果您需要測量負溫度，則應(yīng)考慮可以處理負電壓的信號調(diào)節(jié)電路。顯而易見的解決方案是使用由雙重用品運行的放大器。即使系統(tǒng)設(shè)計用于單個供應(yīng)，AD849X也可以解決此問題。為此，我們可以通過將適當?shù)恼妷簯?yīng)用于參考引腳（參考）來遷移輸出。在這種情況下，當測量連接處在負溫度下時，輸出將低于VREF（方程1）。當我們需要對輸出進行平衡以匹配信號鏈中后續(xù)電路的輸入范圍時，REF引腳也可以很有用。
　　另一個整體熱電偶示例解決方案-LT1025　　線性技術(shù)的LT1025是另一個用于冷連接補償?shù)恼w解決方案。雖然AD849X既包括內(nèi)部放大器和CJC電路，但LT1025僅產(chǎn)生冷連接補償電壓。該IC的功能框圖如圖5所示。

　　圖5。lt1025的框圖。圖像用線性技術(shù)提供
　　該設(shè)備感應(yīng)包裝溫度并產(chǎn)生10 mV/°C的緩沖輸出。然后將該電壓應(yīng)用于電阻電壓分隔器，以產(chǎn)生適合不同類型的熱電偶的輸出。如您所見，LT1025支持E類，J-，K-，T-，R-和S型熱電偶。要了解模擬CJC電路背后的理論，請參閱本文?！　√剿鳠犭娕紤?yīng)用程序與示例放大器

　　圖6顯示了我們?nèi)绾问褂迷撛O(shè)備操作K型熱電偶。
　　圖6。顯示了K型熱電偶的操作。圖像由線性技術(shù)提供。
　　LTKA0X是專門為熱電偶應(yīng)用設(shè)計的放大器。它提供低偏移（<35 ?V）和漂移（<1.5 ?V/°C）。此外，它的偏置電流也非常低（<1 Na），它使我們能夠在放大器輸入處包含具有相對較大的電阻器（范圍為10至100kΩ）的過濾器，而不會經(jīng)歷明顯的偏移和漂移效果。
　　與AD849X不同，LT1025溶液將放大器和冷連接補償塊分開。這有助于最大程度地減少CJC芯片消散的功率，從而最大程度地減少了自加熱效果。 LT1025僅需要80 ?A，比180 ?A的AD849X小。由于電流的少量消耗，LT1025的供應(yīng)電壓低于10V的供應(yīng)電壓的內(nèi)部溫度升高小于0.1°C。
　　解決熱電偶非線性
　　如果您熟悉CJC電路，LT1025背后的理論應(yīng)該相對直接。但是，應(yīng)得到更多解釋的另一個功能是“弓校正電壓”塊。該塊為溫度傳感器產(chǎn)生的10 mV/°C電壓增加了一個非線性項。添加此非線性項以解決CJC電路中的熱電偶非線性誤差?；镜腃JC電路試圖將直線擬合到熱電偶特性曲線，并使用此最佳擬合線來重現(xiàn)熱電偶輸出在冷連接溫度范圍內(nèi)。但是，LT1025的輸出由兩個不同的術(shù)語組成：與溫度成正比的線性期限以及與25°C平方的溫度偏差成正比的二次項。理想情況下，LT1025應(yīng)實現(xiàn)以下方程：
　　\ [v_ {out} = at+a \ beta（t-25°C）^{2} \] \]
　　在哪里：
　　\（a \，和\，\ beta \）是線性和二次術(shù)語的系數(shù)t表示溫度
　　選擇\（\ beta \）的值以減少LT1025的所有熱電偶輸出中的非線性誤差。請注意，該二次術(shù)語試圖改善CJC電路中使用的熱電偶模型。換句話說，它減少了CJC電路的非線性誤差，但無法補償熱電偶本身的非線性誤差。