熱電偶放大電路圖
出處：wxg699 發(fā)布于：2010-03-03 00:00:00 | 13686 次閱讀
圖3－47是熱電偶放大電路。電路中，LTC2053是儀用放大器，它為低功率儀器產(chǎn)品提供了一個極好的平臺，例如，電池供電的熱電偶放大電路等。由于采用了與開關(guān)電容的組合以及零漂移運算放大器的工藝，因此，LTC2053的輸入偏移電壓為10μV，共模抑制比CMRR和電源抑制比PSRR達(dá)到116dB。最理想的工作電源采用低電壓2.7V到llV的單電源或±5V的雙電源，另外，由于消耗電流非常低，典型值為85μpA，因此，應(yīng)用于電池供電的放大器非常理想。調(diào)節(jié)R1、RP1和R2可方便對電路增益進(jìn)行編程。
作為熱電偶放大器必須滿足一些特殊要求，通常采用的K型熱電偶的靈敏度為40.6μ℃，而電路的輸出一般要求為lOmV／℃，因此，要選用額定增益為246的精密放大器。另外，熱電偶一般容易受到工業(yè)環(huán)境中電子噪聲的影晌，因此，儀用放大器允許輸入不同的電壓有助于消除由于共模噪聲引起的誤差。為了避免出故障，采取的保護(hù)措施是不能讓熱電偶無意識地接觸到瞬變電源或高電壓，但保護(hù)措施不能兼顧到。LTC2053有滿足這些要求的補(bǔ)償特性，它在任何引腳上都可以承受10mA的故障電流，因此，在不損壞集成芯片的情況下，10kΩ（R4和R5）保護(hù)電阻允許承受±100V故障電壓。
電路中LTC1025對熱電偶進(jìn)行溫度補(bǔ)償，確保在各種環(huán)境條件下溫度的測量，并要靠近熱電偶的節(jié)點安裝，以便對溫度進(jìn)行的跟蹤。LTC1025對不同的環(huán)境溫度輸出相應(yīng)的電壓，輸出靈敏度為10mV／℃，因此，0℃時輸出電壓為lOmV，室溫（25℃）時輸出250mV。測量探頭溫度相應(yīng)的電壓是補(bǔ)償電壓和被放大的熱電偶電壓之和，補(bǔ)償電路的輸出端與LTC2053的REF（5腳）輸入端連接的所有這一切都要加上這兩種電壓。對于這種電路結(jié)構(gòu)，考慮的僅是校正的電壓必需能供出或吸收反饋電阻中電流。由于，LTC1025只供出電流，因此，可采用緩沖器LTC2050驅(qū)動REF，LTC2050是一種零漂移的運算放大器。采用單電源的缺點是，對于有效的輸出探頭和放大器單元的溫度都必須超過0℃。若需要對負(fù)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的話，可采用簡單的充電泵變換器，例如LTC1046構(gòu)成負(fù)電源。
在常規(guī)的線性電源應(yīng)用中，只要所有熱電偶都連接上而LTC1025進(jìn)行熱跟蹤，可以采用單個LTCl025和緩沖放大器去修正LTC2053熱電偶放大器的不同通道。由于LTC2053工作于采樣的輸入信號，因此，感興趣的頻率一般低于幾百Hz，這樣，在反饋電路中增設(shè)0.1μF電容C1就可以加速放大器的響應(yīng)。接在熱電偶輸入網(wǎng)絡(luò)的電容C2和C3有助于吸收射頻干擾及抑制在熱電偶探頭出現(xiàn)的采樣干擾。接在熱電偶中的電阻R6～R9提供高阻抗偏置，這樣在探頭無電壓降的情況下使其抗干擾性達(dá)到。短的熱電偶使共模信號最小，探頭節(jié)點可以接地。5.1V的穩(wěn)壓管VD1構(gòu)成電源保護(hù)電路，即防止電源出現(xiàn)過電壓以及6V電池的極性接反，R3是限流電阻。
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