【单片机笔记】K型热电偶单运放放大，单片机ADC采集电路_k型热电偶怎么获取ad-程序员宅基地
技术标签： 单片机
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K型热电偶作为一种温度传感器，K型热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
高清K型热电偶图片
K型热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2mm～4.0mm。
正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90:10，负极（KN）的名义化学成分为：Ni:Si=97：3，其使用温度为-200℃~1300℃。
K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。
K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛。
测温原理
热电偶测温必须由热电偶、连接导线及显示仪表三部分组成。下图是最简单的热电偶测温示意图。
热电偶温度计示意图
按右图组成的热电偶蕊及测温电偶丝1 ，如果将热电偶的热端加热，使得冷、热两端的温度不同，则在该热电偶回路中就会产生热电势，这种物理现象就称为热电现象(即热电效应)。在热电偶回路中产生的电势由温差电势和接触电势两部分组成。接触电势：它是两种电子密度不同的导体相互接触时产生的一种热电势。当两种不同的导体A和B相接触时，假设导体A和B的电子密度分别为Na和Nb并且Na>Nb，则在两导体的接触面上，电子在两个方向的扩散率就不相同，由导体A扩散到导体B的电子数比从B扩散到A的电子数要多。导体A失去电子而显正电，导体B获得电子而显负电。因此，在A、B两导体的接触面上便形成一个由A到B的静电场，这个电场将阻碍扩散运动的继续进行，同时加速电子向相反方向运动，使从B到A的电子数增多，最后达到动态平衡状态。此时A、B之间也形成一电位差，这个电位差称为接触电势。此电势只与两种导体的性质相接触点的温度有关，当两种导体的材料一定，接触电势仅与其接点温度有关。温度越高，导体中的电子就越活跃，由A导体扩散到B导体的电子就越多，接触面处所产生的电动势就越大，即接触电势越大。
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因为热电偶测温原理是两个接线端子的电动势差（也就是电压），进而根据表格数据来计算温度：
分度表请转到：K型镍铬―镍硅（镍铬一镍铝）热电动势(mV)(JJG 351-84）
热电偶测量温度的方案有很多，常见的MX6675专用芯片方案等有很多，但成本较高
如果使用低成本的单片机的ADC采集电压进而计算相应的温度，可以看到首先要存在两个很严重的问题：
1、负温度的时候存在负电压
2、电压的单位为mV，并且范围非常小
下图是通过proteus仿真软件仿真原理图（未经过实物验证！！！）
测试结果：
-50度：
100度
500度
最高温度1330度
由上图的电路仿真可以解决以上两个问题，单是测量精度嘛。。没有实际使用不知道，上图因最高温度经过运放转换后不超过3.2V，所以适用于3.3V单片机和5V单片机，如果是5V单片机系统下，为提高精度可以提高测量范围，通过改变R6和R4之间的比例进而改变放大倍数去做。如上图是放大52倍。
再次申明，上图仅仅仿真，未实物验证！！！
By urien 2021年2月5日 17:21:33
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