2.1 温度变换
MAX6675内部具有将热电偶信号转换为与ADC输入通道兼容电压的信号调节放大器,T+和T-输入端连接到低噪声放大器A1,以保证检测输入的高精度,同时使热电偶连接导线与干扰源隔离。热电偶输出的热电势经低噪声放大器A1放大,再经过A2电压跟随器缓冲后,被送至ADC的输入端。在将温度电压值转换为相等价的温度值之前,它需要对热电偶的冷端温度进行补偿,冷端温度即是MAX6675周围温度与0℃实际参考值之间的差值。对于K型热电偶,电压变化率为41μV/℃,电压可由线性公式Vout=(41μV/℃)×(tR-tAMB)来近似热电偶的特性。上式中,Vout为热电偶输出电压(mV),tR是测量点温度;tAMB是周围温度。
2.2 冷端补偿
热电偶的功能是检测热、冷两端温度的差值,热电偶热节点温度可在0℃~+1023.75℃范围变化。冷端即安装MAX6675的电路板周围温度,比温度在-20℃~+85℃范围内变化。当冷端温度波动时,MAX6675仍能精确检测热端的温度变化。
MAX6675是通过冷端补偿检测和校正周围温度变化的。该器件可将周围温度通过内部的温度检测二极管转换为温度补偿电压,为了产生实际热电偶温度测量值,MAX6675从热电偶的输出和检测二极管的输出测量电压。该器件内部电路将二极管电压和热电偶电压送到ADC中转换,以计算热电偶的热端温度。当热电偶的冷端与芯片温度相等时,MAX6675可获得最佳的测量精度。因此在实际测温应用时,应尽量避免在MAX6675附近放置发热器件或元件,因为这样会造成冷端误差。
2.3 热补偿
在测温应用中,芯片自热将降低MAX6675温度测量精度,误大小依赖于MAX6675封装的热传导性、安装技术和通风效果。为降低芯片自热引起的测量误差,可在布线时使用大面积接地技术提高MAX6675温度测量精度。
2.4 噪声补偿
MAX6675的测量精度对电源耦合噪声较敏感。为降低电源噪声影响,可在MAX6675的电源引脚附近接入1只0.1μF陶瓷旁路电容。
2.5 测量精度的提高
热电偶系统的测量精度可通过以下预防措施来提高:①尽量采用不能从测量区域散热的大截面导线;②如必须用小截面导线,则只能应用在测量区域,并且在无温度变化率区域用扩展导线;③避免受能拉紧导线的机械挤压和振动;④当热电偶距离较远时,应采用双绞线作热电偶连线;⑤在温度额定值范围内使用热电偶导线;⑥避免急剧温度变化;⑦在严劣环境中,使用合适的保护套以保证热电偶导线;⑧仅在低温和小变化率区域使用扩展导线;⑨保持热电偶电阻的事件记录和连续记录。