數(shù)字儀表設(shè)計(jì)－復(fù)合式數(shù)字溫度計(jì)

　　工業(yè)用紅外線溫度計(jì)通常待測(cè)溫度及操作環(huán)境溫度都比較廣，感測(cè)輸入端除了有熱電堆傳感器外，還有鏡片及散熱片。鏡片的功能是將紅外線波焦距到熱電堆傳感器，由于希望量測(cè)的溫度準(zhǔn)確度高，所以必須將量測(cè)的范圍越小越好，故加鏡片焦距，通常會(huì)采用菲涅爾透鏡(Fresnel Lens)。當(dāng)在量測(cè)高溫時(shí)感測(cè)輸入端，會(huì)因高溫將鏡片及傳感器熱漲，所以通常會(huì)將鏡片及傳感器固定在散熱座，以幫助感測(cè)輸入端溫度能快速平衡。若要更了解熱電堆傳感器可上制造商網(wǎng)站或向代理商詢問。

　　由于熱電偶或熱電堆傳感器溫度變化輸出只有數(shù)十微伏，所以必須要利用低輸入準(zhǔn)位偏移、低噪聲、低溫度飄移的放大器，本文采用纮康科技HY11P14內(nèi)部的放大器將熱電堆電壓放大。

　　熱電偶或熱電堆傳感器，接點(diǎn)必也是兩個(gè)不同金屬材質(zhì)相接，也會(huì)產(chǎn)生西貝克效應(yīng)。所以當(dāng)在操作環(huán)境溫度與待測(cè)溫度一樣時(shí)，則熱電偶產(chǎn)生出電壓為零，則需做熱電偶的冷接點(diǎn)補(bǔ)償(Cold-Junction Compensation)，而通常會(huì)用熱敏電阻作為內(nèi)部溫度傳感器。電阻的測(cè)量方式有：電橋式、比率式、定電流式。本文采用定電流式量測(cè)熱電堆傳感器內(nèi)的熱敏電阻值，再去轉(zhuǎn)換出溫度值，做熱電堆傳感器的冷接點(diǎn)補(bǔ)償。

　　所有模擬電壓都由HY11P14內(nèi)部Δ-Σ模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器(Delta-Sigma Analog to Digital Converter)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。而Δ-Σ模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器的最大優(yōu)點(diǎn)就是精確度及分辨率高、轉(zhuǎn)換速度快、較無(wú)外圍電路。最后HY11P14將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算出該溫度值及時(shí)鐘，再顯示于LCD面板上，并可將資料儲(chǔ)存至EEPROM，及經(jīng)由Silicon Laboratories CP2110接收HY11P14的UART所送出的溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)可透過(guò)USB接口讀取數(shù)據(jù)。