基於MAX6675多路溫度採集系統設計與實現

2020-11-24 電子產品世界

摘要 應用溫度採集晶片MAX6675，將其與K型熱電偶結合，利用CPLD對其進行控制，實現一個多路溫度採集系統。文中介紹了系統的硬體電路結構，並根據晶片的內部時序介紹了CPLD內部邏輯電路的設計。通過兩種溫度環境下的系統測試，給出了溫度數據的統計圖，證明了MAX6675及設計的多路溫度採集系統的良好性能。
關鍵詞 MAX6675；CPLD；K型熱電偶；多路溫度採集；Matlab

K型熱電偶是當前工業生產、科學實驗較為常用的一種溫度傳感器，它可以直接測量各種生產中0～1 300℃範圍內的液體蒸汽，氣體介質和固體表面溫度。由於它的測量範圍及其較高的性價比，使得K型熱電偶應用廣泛。然而K型熱電偶存在非線性、冷補償等問題，特別是在處理補償問題時，需要付出較高的代價且難以有較好的成效。所以本文介紹的MAX6675溫度採集晶片，彌補了K型熱電偶上述缺陷。將MAX6675和K型熱電偶結合併用於工業生產和實驗，能為工程帶來諸多便利且減少繁瑣的附加電路。本文給出了基於CPLD的多路溫度採集系統電路、內部邏輯設計模塊、誤差分析和實驗統計報告，以及MAX6675多路溫度採集系統的應用過程和性能報告。

1 MAX6675介紹
MAX6675是美國Maxim公司生產的帶有冷端補償、線性校正、熱電偶斷線檢測的串行K型熱電偶模數轉換器，它的溫度分辨能力為0.25 ℃；冷端補償範圍為-20～+80℃；工作電壓為3．0～5．5 V。
根據熱電偶測溫原理，熱電偶的輸出熱電勢不僅與測量端的溫度有關，而且與冷端的溫度有關。在以往的應用中，有多種冷端補償方法，如冷端冰點法或電橋補償法等，但調試較複雜。另外，由於熱電偶的非線性，以往是採用微處理器表格法或線性電路等方法，來減小熱電偶本身非線性帶來的測量誤差，但這些增加了程序編制及調試電路的難度。而MAX6675對其內部元器件的參數進行了雷射修正，從而對熱電偶的非線性進行了內部修正。同時，MAX6675內部集成的冷端補償電路、非線性校正電路、斷線檢測電路都給K型熱電偶的使用帶來了便利。 MAX6675的特點有：(1)內部集成有冷端補償電路；(2)帶有簡單的3位串行接口；(3)可將溫度信號轉換成12位數字量，溫度解析度達0.25℃；(4)內含熱電偶斷線檢測電路。其內部原理圖如圖1所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/191151.htm

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