熱電偶應(yīng)用選擇合適的儀表放大器
熱電偶的多功能性、寬泛的工作溫度范圍和低成本使其成為富有吸引力的溫度測量解決方案，但是它們的低輸出電壓和遠(yuǎn)端使用方式常常使溫度測量復(fù)雜化。通過了解典型的測量缺陷，工程師們在為熱電偶設(shè)計挑選儀表放大器時可以做出更好的選擇。熱電偶的溫度是通過測量兩種異金屬接合點所產(chǎn)生的電壓來得出的。這個電壓被稱為Seebeck電壓，對于K型熱電偶來說，溫度每變化1℃，該電壓就改變40微伏。這個小輸入信號如果與儀表放大器的偏移及增益誤差處于同一個數(shù)量級，那么就可能丟失。在整個溫度范圍內(nèi)對偏移及增益進(jìn)行校準(zhǔn)是困難的，所以儀表放大器必須具有低偏移漂移和低增益漂移。 

為了說明低偏移漂移的重要性，我們來看看用K型熱電偶測量一個油庫溫度梯度的情況。對于一個具有8微伏/℃的偏移漂移特性的放大器來說，周圍環(huán)境溫度改變20℃就可能引起一個4℃的測量誤差。不幸的是，該偏移漂移無法與正常的測量信號分開。 “零漂移”儀表放大器采用自動歸零或斬波技術(shù)以使偏移漂移*小化，因而很適合用于熱電偶測量。*先進(jìn)的器件目前提供10微伏的超低偏移和50納伏/℃的偏移漂移特性。這個漂移比J型熱電偶產(chǎn)生的51微伏/℃的Seebeck電壓低三個數(shù)量級。 

不幸的是，增益漂移無法與測量信號區(qū)分開來。它很隱蔽，因為200或200以上的增益常常用于熱電偶測量。增益設(shè)定方法決定了增益漂移受控的嚴(yán)格程度。放大器增益一般由以下三種方式之一來設(shè)定：采用匹配的內(nèi)部電阻；匹配的外部電阻；一個外部電阻與一個或多個內(nèi)部電阻共同設(shè)定一個比率。*后一種方法的增益漂移將是*高的，因為外部電阻的溫度系數(shù)無法和內(nèi)部電阻的相匹配。 

靠選擇內(nèi)部電阻來改變增益的放大器或是那些允許用戶提供外部匹配電阻的放大器具有低得多的增益漂移。因而，可以通過選擇由匹配電阻設(shè)定增益的儀表放大器來使增益漂移*小化。共模電壓是一個經(jīng)常被忽略的因素。被測對象可能被放置在與儀器相隔幾米的地方。不幸的是，長長的熱電偶導(dǎo)線拾取了不需要的信號。例如，來自電機(jī)線圈的互感可能在一個熱電偶上產(chǎn)生高達(dá)5V的共模電壓。儀表放大器必須能夠適應(yīng)這種大的共模輸入電壓擺幅。