焊点小，焊点直径约为1mm，因此敏感元件质量非常小，最终测温的响应时间较小。通过标准仪器校验，对传感器输入一个50°C的阶跃型号，其响应时间在1s以下，且信号的传送利用热电偶丝完成，因此容易封装。 3.1放大电路
测温采用的是K型热电偶，由于对水进行测温。其测量范围为0°C-100°C,对应的输出热电动势在5mv以下，输入微弱信号，热电偶的工作端通过热电偶导线的保护套管接入水路，参考端直接连入测量电路。其工作端和参考端距离较远，容易引入共模干扰，因此采用仪表放大电路来设计测量电路。
AD620是美国AD公司推出的单片机仪表放大器，采用标准8脚双列直插式封装和8脚贴片式封装，放大倍数有外接的精密电阻决定。
AD620的管脚功能和基本接法如图3所示，2脚和3脚是高阻输入端，6脚是输出端，7脚接正负电源，5脚接参考地，电压放大倍数Af由1脚和8脚间外接的精密电阻RG决定：
AD620是单片精密仪表放大器，非线性失真小，共模共模抑制比高，低漂移和低噪声，非常在适合恶劣条件下对采集的微弱信号进行放大。采用AD620仪表放大器对热电偶输出信号进行 放大的电路如图4所示，热电偶导线连接到AD620的两个输入端，其中3脚直接接地，为放大器的输入偏置电流提供直流返回通路;同时，单端接线方式使得热电偶导线上的共模信号在放大器输入端抵消，放大电路采用双极性?5V电源供电，电阻RG取51 ?，得到放大倍数为970倍。
Af?uout49.4k???1uinRG
3.2测量方法
图5是温度测量系统的整体原理框图，由热电偶传感器将温度信号转换为电动势信号，再将AD260组成放大电路，多路开关送至A/D转换器，最终将转换结果送到MCU。在放大电路输入端，配置一个集成温度传感器LM135，检测冷端环境温度，其输出信号经多路开关、A/D转换器至MCU，其测量结果作为参考温度对热电偶的测量结果进行冷端补偿。最终的补偿结果由MCU通过RS232接口送至监控计算机。
图5 温度测量系统整体原理框图
图中LM135是PN结反向运用状态的感温器件，可作为二端工作的齐纳二级管，其击穿电压正比于绝对温度，测温范围为（-55-150）°C，灵敏约为10mV/K,在25°C时输出电压为2.98V。由于冷端环境温度为常温，因此LM135输出电压无须放大，直接入A/D转换器。MCU根据LM135输出的冷端温度，结合K型热电偶的分度表，利用热电偶的中间温度定律进行冷端校正。参考端温度为0°C时，K型热电偶分度表如图5所示。
图5 K型热电偶分度表
电势 电势 电势 电势温度 值 温度 值 温度 值 温度 值 温度 (℃) (mV) (℃) (mV) (℃) (mV) (℃) (mV) (℃) 0 0 58 2.354 116 4.756 174 7.1 232 1 0.039 59 2.395 117 4.797 175 7.14 233 2 0.079 60 2.436 118 4.838 176 7.18 234 3 0.119 61 2.478 119 4.879 177 7.22 235 4 0.158 62 2.519 120 4.92 178 7.26 236 5 0.198 63 2.561 121 4.961 179 7.3 237 6 0.238 64 2.602 122 5.002 180 7.34 238 7 0.277 65 2.644 123 5.043 181 7.38 239 8 0.317 66 2.685 124 5.084 182 7.42 240 9 0.357 67 2.727 125 5.124 183 7.46 241 10 0.397 68 2.768 126 5.165 184 7.5 242 11 0.437 69 2.81 127 5.206 185 7.54 243 12 0.477 70 2.851 128 5.247 186 7.579 244 13 0.517 71 2.893 129 5.288 187 7.619 245 14 0.557 72 2.934 130 5.328 188 7.659 246 15 0.597 73 2.976 131 5.369 189 7.699 247 16 0.637 74 3.017 132 5.41 190 7.739 248 17 0.677 75 3.059 133 5.45 191 7.779 249 18 0.718 76 3.1 134 5.491 192 7.819 250 19 0.758 77 3.142 135 5.532 193 7.859 251 20 0.798 78 3.184 136 5.572 194 7.899 252 21 0.838 79 3.225 137 5.613 195 7.939 253 22 0.879 80 3.267 138 5.653 196 7.979 254 23 0.919 81 3.308 139 5.694 197 8.019 255 24 0.96 82 3.35 140 5.735 198 8.059 256 25 1 83 3.391 141 5.775 199 8.099 257 26 1.041 84 3.433 142 5.815 200 8.138 258 27 1.081 85 3.474 143 5.856 201 8.178 259 28 1.122 86 3.516 144 5.896 202 8.218 260 29 1.163 87 3.557 145 5.937 203 8.258 261 30 1.203 88 3.599 146 5.977 204 8.298 262 31 1.244 89 3.64 147 6.017 205 8.338 263 32 1.285 90 3.682 148 6.058 206 8.378 264 33 1.326 91 3.723 149 6.098 207 8.418 265 34 1.366 92 3.765 150 6.138 208 8.458 266 35 1.407 93 3.806 151 6.179 209 8.499 267 36 1.448 94 3.848 152 6.219 210 8.539 268 37 1.489 95 3.889 153 6.259 211 8.579 269 38 1.53 96 3.931 154 6.299 212 8.619 270 39 1.571 97 3.972 155 6.339 213 8.659 271 40 1.612 98 4.013 156 6.38 214 8.699 272 41 1.653 99 4.055 157 6.42 215 8.739 273 42 1.694 100 4.096 158 6.46 216 8.779 274 43 1.735 101 4.138 159 6.5 217 8.819 275 44 1.776 102 4.179 160 6.54 218 8.86 276 45 1.817 103 4.22 161 6.58 219 8.9 277 46 1.858 104 4.262 162 6.62 220 8.94 278 47 1.899 105 4.303 163 6.66 221 8.98 279 48 1.941 106 4.344 164 6.701 222 9.02 280 49 1.982 107 4.385 165 6.741 223 9.061 281 50 2.023 108 4.427 166 6.781 224 9.101 282 51 2.064 109 4.468 167 6.821 225 9.141 283 52 2.106 110 4.509 168 6.861 226 9.181 284 53 2.147 111 4.55 169 6.901 227 9.222 285 54 2.188 112 4.591 170 6.941 228 9.262 286 55 2.23 113 4.633 171 6.981 229 9.302 287 56 2.271 114 4.674 172 7.021 230 9.343 288 57 2.312 115 4.715 173 7.06 231 9.383 289 电势值 (mV) 9.423 9.464 9.504 9.545 9.585 9.626 9.666 9.707 9.747 9.788 9.828 9.869 9.909 9.95 9.991 10.031 10.072 10.113 10.153 10.194 10.235 10.276 10.316 10.357 10.398 10.439 10.48 10.52 10.561 10.602 10.643 10.684 10.725 10.766 10.807 10.848 10.889 10.93 10.971 11.012 11.053 11.094 11.135 11.176 11.217 11.259 11.3 11.341 11.382 11.423 11.465 11.506 11.547 11.588 11.63 11.671 11.712 11.753 温 电势度 值 温度 电势值 (℃) (mV) (℃) (mV) 290 11.795 348 14.209 291 11.836 349 14.251 292 11.877 350 14.293 293 11.919 351 14.335 294 11.96 352 14.377 295 12.001 353 14.419 296 12.043 354 14.461 297 12.084 355 14.503 298 12.126 356 14.545 299 12.167 357 14.587 300 12.209 358 14.629 301 12.25 359 14.671 302 12.291 360 14.713 303 12.333 361 14.755 304 12.374 362 14.797 305 12.416 363 14.839 306 12.457 364 14.881 307 12.499 365 14.923 308 12.54 366 14.965 309 12.582 367 15.007 310 12.624 368 15.049 311 12.665 369 15.091 312 12.707 370 15.133 313 12.748 371 15.175 314 12.79 372 15.217 315 12.831 373 15.259 316 12.873 374 15.301 317 12.915 375 15.343 318 12.956 376 15.385 319 12.998 377 15.427 320 13.04 378 15.469 321 13.081 379 15.511 322 13.123 380 15.554 323 13.165 381 15.596 324 13.206 382 15.638 325 13.248 383 15.68 326 13.29 384 15.722 327 13.331 385 15.764 328 13.373 386 15.806 329 13.415 387 15.849 330 13.457 388 15.891 331 13.498 389 15.933 332 13.54 390 15.975 333 13.582 391 16.017 334 13.624 392 16.059 335 13.665 393 16.102 336 13.707 394 16.144 337 13.749 395 16.186 338 13.791 396 16.228 339 13.833 397 16.27 340 13.874 398 16.313 341 13.916 399 16.355 342 13.958 400 16.397 343 14 401 16.439 344 14.042 402 16.482 345 14.084 403 16.524 346 14.126 404 16.566 347 14.167 405 16.608
当LM135输出的冷端温度为23°C势，而热电偶输出的热电动势的测量值为1.200mv,根据中间
温度定律：E(T,0)?E(T,23)?E(23,0),首先查表得E(T,23)=0.919mv,而E(23,0)为 1.200mv，则计算出E(T,0)为2.119mv,在查表得实际温度为52.5°C。
4.热电偶软件优化方法（参考文献【4】{5}） 4.1软件化测温原理
如前所述，由于让冷端保持为0℃的恒温比较困难，也使测量装置变得复杂，因此直接测量EAB(t,0)是比较麻烦的，且也没有这个必要。根据公式(4)可得
EAB(t,0)?EAB(t,t0)?EAB(t0,0) (6)
如果已知EAB(t,t0)和EAB(t0,0)，则依据公式(6)就可计算得到EAB(t,0)，、通过反求分度表即可得到待测的温度t。由于这种方法不需要冷端恒温或温度补偿装置，可以大大简化硬件电路，但需要通过数值计算的方法来实现温度测量，故称为软件化测温。 事实证明，直接测量EAB(t,t0)和EAB(t0,0)，不仅是可能的，而且也十分方便，可以获得很高的精度。其中EAB(t,t0)是热电偶的冷端(温度为to)不作任何处理时直接测量获得的热电势; EAB(t0,0)为热电偶工作端为t0、冷端为0℃时的热电势，这可以通过先测量t。再查分度表来获得。 4.2软件测温的步骤 4.2.1EAB(t,t0)的测量
由于热电势信号比较微弱(mV级)，检测时一般需要进行放大处理。在图1所示电路中，EAB(t0,0)经过PGA电路(可编程增益放大器)放大后，得到UAB(t,t0)，其幅值范围是0-5. OV，这样便于后续的A/D转换和微处理器数据采集工作。其测量电路图如下。
在这里采用了精密的增益可编程仪表放大器LTC6915,
可以获得0,1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1 024,2 048或4 096等14级增益，可以满足同类型的热电偶测温需要。比如1 000℃时S型热电偶输出热电势约9.5 mV，而E型的热电势可达75 mV以上，因此前者的增益可设为512，后者的增益可设为64。LTC6915的增益可由软件通过D3-DO来设置，且误差小于0.1%，能够保证热电势的检测精度。
根据A/D转换的结果ADvalue值(数字量)，可以计算得到
EAB(t,t0)的大小
U(t,t)5.0?ADvalue （7） EAB(t,t0)?AB0?NGain(2?1)?Gain
式中:Gain—测量电路的增益值
N—A/D转换的位数,A/D转换的参考电压值为5.0V 4.2.2端温度t0的测量及EAB(t0,0)的计算
一般情况下，热电偶的冷端处于自然环境中，其温度范围为0-50C，因此可采用基于恒流源的高精度集成温度传感器AD590来检测。其测量电路图如下。
根据AD590的特性及以上测量电路，有
U0?K?R92t0?100t0(mV) (8 式中:输出电压，由A/D转换电路检测
K?— AD590的电流温度系数，为1.0?A/C t0—冷端所处的环境温度(℃)。
由于U0与t0具有简单而良好的线性关系，因此通过对U0测量就可以得到t0值。利用热电偶分度表，很容易求取与温度t。对应的EAB(t0,0)值，可以采用查表法或公