【热电偶测温】揭开热电偶滤波威廉希尔官方网站 的神秘面纱

导读

在使用热电偶测温模块或设计热电偶测温威廉希尔官方网站 中，每个采集通道往往需要一阶甚至多阶的无源滤波威廉希尔官方网站 ，关于热电偶测温无源滤波威廉希尔官方网站 的设计需要考虑什么因素呢？

 热电偶测温原理简述

两种不同材料的导体A、B与采样威廉希尔官方网站 串接成一个闭合回路，当热端1和冷端2处于不同的温度T、T0时，回路中就会产生热电动势EAB（T，T0）被ADC采集到。当热端和冷端的温度差发生变化时热电动势EAB（T，T0）随之变化，用户可根据采集到的电压值查找热电偶温度对照表得出热端T与冷端T0的温度差值，进而得到热端温度值。

图1 热电偶测温威廉希尔官方网站 简图
 输入信号调理

在热电偶测温威廉希尔官方网站 设计中，信号的调理是非常关键的。由于混叠效应，一般ADC采集威廉希尔官方网站 前端都需要某些频段的滤波来减少输入噪声，以使模块具备更高的测温精度。作为一个示例，考虑设计一个截止频率小于工频50Hz的低通滤波器威廉希尔官方网站 ，另外考虑到采样电压的建立时间，串联电阻值与滤波电容值不能太大，一般设定串联电阻值不高于500Ω。根据一般经验差模电容值比共模电容值大10倍，设计出如图2所示一阶低通滤波威廉希尔官方网站 ，其截止频率f=1/[2π(R3+R4)(C3+C2/2)]。根据该威廉希尔官方网站 图3的波特图仿真结果可知其截止频率约为48.85Hz。

图2 一阶低通滤波威廉希尔官方网站 图

图3 一阶低通滤波威廉希尔官方网站 波特图

根据工程设计经验，考虑到电阻的温漂及电容的压电效应等因素影响，另外考虑到设计余量我们一般会将截止频率设计的尽可能低一些。例如可能将截止频率设计在25Hz左右，此时C3的容值可能接近8uF。考虑到大容值电容的成本以及一阶滤波的滚降不够理想，因此我们采用二阶滤波的方式进行改善。我们可以在图2的威廉希尔官方网站 基础上再增加一阶威廉希尔官方网站 改为无源二阶低通滤波器如图4所示，根据该威廉希尔官方网站 图5中的波特图仿真结果，可知该威廉希尔官方网站 截止频率的仿真值为24.56Hz。

图4 二阶低通滤波威廉希尔官方网站 图

图5 二阶低通滤波威廉希尔官方网站 波特图
 总结

热电偶测温低通滤波威廉希尔官方网站 设计的截止频率越低，对高频噪声的抑制能力越强，但是截止频率越低阻容值要求越大采样电压建立时间越长。截止频率设置过高，对工频或其它频段干扰的衰减不够理想会对测温精度产生影响。因此热电偶测温低通滤波威廉希尔官方网站 截止频率设计的过高或过低对测试结果均会产生影响，根据经验值截止频率可设计在30Hz~40Hz左右。

热电偶测温模块ZAM6218A 的推荐滤波威廉希尔官方网站 采用二阶滤波截止频率约为40Hz，该产品具备优异的采样精度和测温范围，通过对采集数据进行处理后ZAM6218A通过I2C协议直接输出热端温度数据，大大简化了用户的软件和硬件设计，是热电偶测温的不二选择。