实验室电路之多通道热电偶测量解决方案

电路描述

图1中的电路专为使用 ADT7320同时测量3个K型热电偶而设计，该器件是一款±0.25℃精度、16位数字SPI温度传感器。

热电偶电压测量

采用热电偶连接器和滤波器作为热电偶与AD7793 ADC之间的接口。每个连接器(J1、J2和J3)都直接与一组差分ADC输入相连。AD7793输入端的滤波器可在信号到达ADC的AIN (+)和AIN(-)输入端之前降低任何热电偶引脚上叠加的噪声。AD7793集成片内多路复用器、缓冲器和仪表放大器，可放大来自热电偶测量结点的小电压信号。

冷结测量

ADT7320精密16位数字温度传感器用于测量基准结(冷结) 温度，其精度在-20℃至+105℃温度范围内可达±0.25℃。ADT7320完全经过工厂校准，用户无需自行校准。它内置一个带隙温度基准源、一个温度传感器和一个16位Σ-Δ型 ADC， 用来测量温度并进行数字转换， 分辨率为0.0078℃。

AD7793和ADT7320均利用系统演示平台 (EVAL-SDP-CB1Z)由SPI接口控制。此外，这两个器件也可由微控制器控制。

图2. EVAL-CN0172-SDPZ电路评估板

图2显示带有3个K型热电偶连接器的EVAL-CN0172-SDPZ电路评估板，AD7793 ADC, 和ADT7320温度传感器安装在独立柔性印刷电路板(PCB)的两块铜触点之间，用于基准温度测量。

图3是安装在独立柔性PCB上ADT7320的侧视图，该器件插在热电偶连接器的两个铜触点之间。图3中的柔性PCB更薄更灵活，比小型FR4类PCB更具优势。它允许将ADT7320巧妙地安装在热电偶连接器的铜触点之间，以尽量降低基准结和ADT7320之间的温度梯度。

图3. 安装在柔性PCB上ADT7320的侧视图

小而薄的柔性PCB还能使ADT7320快速响应基准结的温度变化。 图4显示ADT7320的典型热响应时间。

图4.ADT7320典型热响应时间