固态继电器电路温度检测电路设计方案汇总（四款模拟电路设计原理(2)

图2 电源电路图

2.2、输入温度信号放大及温度补偿电路

用感温元件镍硌一镍铬K型热电偶作温度传感器来采集温度信号，温度信号为mV级，实际测量时需经过放大处理。热电偶测量温度信号受工作端温度和自由端环境温度影响，所以测量中需要加补偿信号消除环境温度变化对温度测量的影响。具体电路如图3所示。

图3 信号放大及温度补偿电路

2.3、超温保护电路

以将功率为60w将加热装置加热至750℃为例，图3中温度信号经过放大100倍后加到比例积分电路并与温度设定电压比较，比较结果输送相触发电路产生可变周期脉冲以触发固态继电器。为避免加热温度过高设置超温保护电路，在温度过高时切断加热电压。具体电路如图4所示。

图4 比例积分、电压比较、移相触发及超温保护电路

温度检测电路设计方案（三）

在温度监测系统中，传感器必须把温度转换成电信号，经过信号调节阶段（信号处理取决于不同的传感器），然后送到一个模拟数字转换器（ADC），进行转换得到数值。系统还需要通信外设电路来和其它大的设备接口连接以便提供反馈，或者将数值送至片上闪存来存储测量值或者进行必要的显示。图2显示了温度测量系统的基本框图。

图2：温度测量系统框图

尽管图2显示在ADC之前进行了信号处理，是否有需要在信号转换之后进行处理还取决于是模拟系统还是数字系统。整体精度依赖于噪声控制、偏移、预处理电路及ADC所带来的增益误差。很多应用需要从远端进行实时温度数据采集，比如矿场、工业、和各种自动化场合。利用串行通信协议，如UART、I2C都可以用来给主系统控制器传输这种温度数据。

模拟数字转换器ADC的本身有一个低通滤波来去除高频噪声。然而，在模数转换器ADC输出端的IIR滤波器将有助于进一步弱化经过它或传输给模拟数字转换器ADC的噪声频带。市面上的混合信号控制器都可配置数字滤波器，它可以通过器件本身硬件处理过滤而无需在固件电路上进行过滤从而可以节省CPU周期。图3所示实现了一个基于热电偶的温度监测系统，它使用了赛普拉斯公司的PSoC5和PSoC3器件来实现。这些器件都有片上20位分辨率的delta-sigma模数转换器，都内置了可编程增益缓存用来放大信号，内置了数字滤波器模块（DFB）来滤波。它提供了一个高度集成的温度测量系统。然而，由于设计中有热电偶，所以可能需要附加一个增益段。这个增益可以通过一个放大器来实现，可以使用片上的可编程增益放大器（PGA）。

图3：基于热电偶传感器的温度测量系统电路。

在图3的系统中，模拟MUX、AMuxCDS和AMuxCDS_1是用来把传感器正端和负端输出的信号转换成模数转换器的正输入来实施相关双抽样。现在的问题是使用相同的模数转换器时如何让两个传感器电路都是一样的零参考值。答案是这样的--热敏电阻、热电偶有不同的输出电压范围，因此需要不同倍数的放大。PSoC3和PSoC5器件中的ADC有多个配置，可以改变运行时间。对于不同的增益设置，偏移也不同，所以需要两种传感器电路中都使用相关双抽样。这会帮助消除整个模拟信号链的偏移。AMux用于传感器在热电偶、热敏电阻之间的选择。直接内存访问（DMA）读取ADC值并写入数字滤波模块（DFB）来过滤噪声。

RTD和热敏电阻温度传感器设计电路

使用电阻式温度检测器（RTD）和热敏电阻测量温度时需要测量电阻，所以测量的方式决定了系统的精度。为了测量到精确的信号，应该使用差分输入而不是单端输入。差分输入可以消除普通噪声，而且效果不错，可以达到μV级的敏感度（相对于单端输入的mV灵敏度好多了）。让我们来看看两种连接-ve输入到ADC的不同模式，详见图4。

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