基于Proteus的Arduino學習08-MAX6675與熱電偶高溫測量的實現(xiàn)

作者:我不是奔跑哥來源:我不是奔跑哥的blog 點擊數(shù):… 更新時間：2014年06月08日【字體：大中小】

這次我們使用熱電偶和MAX6675實現(xiàn)高溫測量，并且串口輸出溫度測量值。

一、熱電偶工作原理

兩種不同成份的導體兩端接合成回路，當兩個接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應，而這種電動勢稱為熱電勢。

熱電偶就是利用熱點效應原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。

熱電偶的實物如圖1所示。

圖1 熱電偶實物圖

熱電偶實際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度，對于熱電偶的熱電勢，應注意如下幾個問題：

1、熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù)；

2、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；

3、當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，這時候的熱電偶熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。

將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成一個大小的電流。

二、MAX6675工作原理

根據(jù)熱電偶測溫原理，熱電偶的輸出熱電勢不僅與測量端的溫度有關(guān)，而且與冷端的溫度有關(guān)，需要測量出冷端溫度，從而才能準確地測量出真實的溫度。下面將介紹集成冷端補償?shù)男酒琈AX6675。

MAX6675是MAXIM公司的K型熱電偶串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它能獨立完成信號放大、冷端補償、線性化、A/D轉(zhuǎn)換及SPI串口數(shù)字化輸出功能。

MAX6675內(nèi)部集成有冷端補償電路；帶有簡單的3位串行SPI接口；可將溫度信號轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字量，溫度分辨率達0.25℃；內(nèi)含熱電偶斷線檢測電路。冷端補償?shù)臏囟确秶?20℃～80℃，可以測量0℃～1023.75℃的溫度。 MAX6675為SO-8腳封裝，工作電壓為+5V直流電壓，功耗為47.1mW，電流為50mA，適用于體積不大，不利散熱的裝置條件下使用，其引腳圖如圖2所示。其中SO為SPI串行輸出端口引腳； CS為片選信號；SCK為串行時鐘輸入；T+、T-分別接熱電偶的測量端和冷端。

圖2 MAX6675引腳圖

首先，我們需要proteus仿真里面添加K型熱電偶和MAX6675，在元器件搜索欄中輸入“TCK”和“MAX6675”，并添加至元器件選擇欄中，如圖3和4所示。然后，并將K型熱電偶的紅色端和藍色端分別接至MAX6675的T+(2腳)和T-(3腳)，MAX6675的SO、SCK、CS分別接至Arduino UNO的數(shù)字口8、9、10，熱電偶仿真圖如圖5所示。最后點擊MAX6675，設置冷端溫度為25℃。如圖6所示。