利用电压基准补偿热电偶冷端

本文讨论了如何利用一个带结温引脚的精密电压基准(MAX873)偏置各种热电偶的参考点。带有TEMP输出的电压基准芯片(如下图所示)可用于补偿普通热电偶的参考点(冷端)。


该电路利用电压基准IC输出的TEMP和VOUT电压补偿热电偶的冷端

热电偶由两种不同的金属连接而成，由于塞贝克效应，会产生一个预知的随温度变化的输出电压：


在实际测试中，电压表连接构成了第二个热电偶(冷端)，电压表测得的电压反映了热电偶温度(测试点)与冷端温度之差，因此，必须保证冷端温度是已知的，例如：将冷端置入冰槽中，或施加一个补偿电压使环境温度变化时冷端保持0°C。冰槽的稳定性能够保证0°C时输出0V，但在多数情况下，这种要求是不切实际的。

IC1的输出基准电压(VOUT)为2.5V，TEMP端输出电压与温度成正比，25°C时测得的TEMP输出电压为608mV，温度系数(TCVTEMP)为2mV/°C。调节R1使V1等于热电偶的塞贝克系数，调节R2使V2等于V1在0°C时的输出电压(对于J型热电偶，R1 = 5360Ω，R2 = 1180Ω)。

为保证测试精度，IC应与冷端有较好的导热通路，所有电阻的温度系数至少为±5ppm/°C；通过调整电位器使(V1 - V2)等于已知环境温度下的热电偶输出电压，可以对系统进行校准。