ADI实验室电路:集成冷结补偿的K型热电偶测量系统

AD7790是一款适合低频测量应用的低功耗、完整模拟前端，内置一个低噪声16位∑-△ADC，其中有一个可配置为缓冲或无缓冲模式的差分输入端。

测试结果

衡量该电路性能的一个重要指标是线性误差量。在-25°C至+400°C范围内，AD8495的输出精度在2°C以内。在此范围以内或以外工作时，要实现更高的精度，必须在软件中实施一种线性校正算法。CN-0271评估软件使用NIST热电电压查找表来确保15°C至950°C范围内输出误差在1°C以内。

图2将AD8495与CN-0271系统的性能进行了比较，并显示了对ADC输出进行线性化校正后的结果。有关如何在软件中实施此算法的详情，请参见 AN-1087 应用笔记使用AD8494/AD8495/AD8496/AD8497时的热电偶线性化。

图2. AD8495输出误差、CN-0271电路总误差图2. AD8495输出误差、CN-0271电路总误差以及热电偶非线性校正后的CN-0271电路总误差

系统的噪声性能对电路的精度也很重要。图3显示了1，000个测量样本的直方图。该数据是利用连接到EVAL-SDP-CB1Z系统演示平台（SDP-B）评估板的 CN-0271 评估板获得的。有关设置详情，请参见“电路评估与测试”部分。

测得的峰峰值噪声约为6 LSB （1 LSB = 4.9 V ÷ 65536 = 74.8μV），对应于0.449 mV p-p和13.4位的无噪声分辨率。

这表明转换器并未降低无噪声分辨率，因为从固定热电偶输入电压所测分辨率而得到的无噪声位数与根据AD8495的理论输出噪声而预测的无噪声位数大致相同。

图3. 120 Hz条件下1，000个样本的码字直方图

常见变化

为了测量负温度，需对基准引脚施加一个电压，以偏置0°C时的输出电压。 AD8495 的输出电压为：

VOUT = （TMJ × 5 mV/°C） + VREF

通过将电路修改为采用双电源供电，可以测量完整的K型热电偶范围−200°C至+1250°C。AD8495采用单电源供电时，测量低于环境温度的温度时会得到非线性结果，因为输出开始发生饱和，接近于供电轨。要在较低温度条件下保持精度不变，请使用双电源，或者通过对基准引脚施加合适的偏移电压对输出进行电平转换。

AD8494针对J型热电偶进行了校准。AD8494和AD8495针对0°C和50°C之间的基准结进行了优化。

AD8496 （J型）和 AD8497（K型）针对25°C和100°C之间的基准结进行了优化。