发布时间 : 星期五 文章热电偶测温仪更新完毕开始阅读0e49595c52d380eb62946d74
内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书
器（ADC）。MAX6675还包含了冷结补偿传感和校正，数字控制器， 一个SPI兼容接口，以及相关的控制逻辑。在MAX6675的目的是一起工作的外部微控制器或其他情报，恒温，过程控制，或监测应用。
热电偶（0-800℃）
MAX6675STC89C52RC图1.2热电偶测温仪方框图
2
LCD1602
内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书
第二章 硬件选型及设计
本设计使用的硬件主要有K型热电偶、MAX6675模块、STC89C52RC单片机、1602LCD显示器。下文将对所有器件进行说明。
2.1 K型热电偶
K型热电偶材料主要采用的是镍铬－镍硅合金构成，它是一种能测量较高温度的性价比很高的热电偶,是工业自动化控制中最常用的一种热电偶。由于镍铬－镍硅合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中。因此这种K型热电偶可长期测量1000度的高温，短期可测到1200度。但是，它不能用于还原性介质中，否则，很快腐蚀损坏，在此情况下只能用于500度以下的测量。它比S型热偶要便宜很多，它的重复性很好，产生的热电势大，因而灵敏度很高，而且它的线性很好。虽然其测量精度略低，但完全能满足工业测温要求，所以它是工业上最常用的热电偶。
总结起来K型热电偶主要有三方面优点:1.热电动势之直线性良好；2.1000℃以下耐氧化性良好；3.在溅金属热电偶中安定性属良好。 K型热电偶存在着以下三方面的缺点:1.不适用于还元性气体环境，特别是一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等气体;2.热电动势与贵金属热电偶相比较时变化较大;3.受Greem rot之影响会产生误差。
2.2 MAX6675模块
热电偶作为一种主要的测温元件，具有结构简单。制造容易。使用方便。测温范围宽。测温精度高等特点。但是将热电偶应用在基于单片机的嵌入式系统领域时，却存在着以下几方面的问题。①非线性：热电偶输出热电势与温度之间的关系为非线性关系，因此在应用时必须进行线性化处理。②冷补偿：热电偶输出的热电势为冷端保持为0℃时与测量端的电势差值，而在实际应用中冷端的温度是随着环境温度而变化的，故需进行冷端补偿。③数字化输出：与嵌入式系统接口必然要采用数字化输出及数字化接口，而作为模拟小信号测温元件的热电偶显然法直接满足这个要求。因此，若将热电偶应用于嵌入式系统时，须进行复杂的信号放大、A/D转换、数据线性化、温度补偿及数字化输出接口等软硬件设计。如果能将上述的功能集成到一个集成电路芯片中，即采用单芯片来完成信号放
3
内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书
大、冷端补偿、线性化及数字化输出功能，则将大大简化热电偶在嵌入式领域的应用设计。
Maxim公司推出的MAX6675即是一个集成了热电偶放大器、冷端补偿、A/D转换器及SPI串口的热电偶放大器与数字转换器。
MAX6675是一个复杂的热电偶数字转换器，带有一个内置的12位模拟数字转换器模数转换器（ADC）。MAX6675还包含了冷端补偿传感和校正，数字控制器， 一个SPI兼容接口，以及相关的控制逻辑。
图2.1典型电路连线图
【1】 性能特点
MAX6675的主要特性如下
1、简单的SPI串行口温度值输出 2、0℃～ 1024℃的测温范围 3、片内冷端补偿 4、高阻抗差动输入 5、热电偶断线检测 6、单一 5V的电源电压 7、低功耗特性
8、工作温度范围-20℃～ 85℃ 9、2000V的ESD信号
4
内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书
表2.1 MAX6675引脚功能
引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 GND T- T+ VCC SCK CS SO NC
功能 接地端 K型热电偶负极 K型热电偶正极 正电源端 串行时钟输入 片选端，CS为低时、启动串行接口 串行数据输出 空引脚 【2】 工作原理
该器件是一复杂的单片热电偶数字转换器，内部具有信号调节放大器、12位的模拟/数字化热电偶转换器、冷端补偿传感和校正、数字控制器、1个SPI兼容接口和1个相关的逻辑控制。
图2.2 MAX6675内部结构框图
5