Princíp kompenzácie za studena.
Chladný termočlánok 2
Potom sa musí samozrejme zohľadniť aj prítomnosť studeného termočlánku 2. Pretože tento krútiaci moment je pri konštantnej teplote, napätie krútiaceho momentu bude tiež konštantné. Navyše, ak je zaistené, že teplota spoja zostáva stabilná na 0 °C, konečné napätie závisí iba od napätia generovaného termočlánkom 1. Okrem toho bola okamžite zavedená stupnica Celzia. To má zmysel, pretože ak je termočlánok 1 pri 0 °C, celý systém vygeneruje 0 V. Teplota 0 °C preto zodpovedá výstupnému napätiu 0 V, takže merací obvod môže priamo ovládať meracie prístroje zo stupnicou v stupňoch Celzia.
Elektronická kompenzácia studeného spoja
Navrhovaná zásada kompenzácie sa vždy uplatňovala. Avšak udržiavanie termočlánku pri konštantnej teplote 0 °C samozrejme nie je príliš praktické. Našťastie to dokážu zachrániť dodatočné elektronické obvody. Výrobcovia integrovaných obvodov, ako napríklad Analog Devices, uvádza na trh integrované obvody, ktoré boli špeciálne vyvinuté na elektronické kompenzovanie problémov so zváraním za studena a zavádzaním offsetu, takže výstupné napätie je presne 0 V, keď je merací krútiaci moment pri 0 °C.
Princíp elektronickej kompenzácie za studena spájaného spoja je nasledujúci.

Princíp elektronickej kompenzácie termočlánku.
Termočlánok je pripojený priamo na medené vstupy IC. V IC sa nachádza špeciálny, patentovaný obvod, ktorý generuje napätie, ktoré je úmerné okolitej teplote. Tento obvod bol kalibrovaný podľa špecifikácií použitého termočlánku. Napätie generované obvodom je v sérii s termočlánkovým napätím. Týmto spôsobom je napätie, ktoré by chladiaci termočlánok privádzal do systému, úplne simulované.
To, čo sa ponúka na vstupe prístroja na kondicionovanie signálu, nie je nič iné ako výstupné napätie meracieho momentu. V princípe bude zrejmé, že kompenzačný obvod musí mať presne rovnakú teplotu ako dva termočlánky vytvorené pripojením meracieho momentu k IC. To kladie špeciálne požiadavky na štruktúru vstupného obvodu.
AD8494: termočlánkový zosilňovač pre páry typu J
AD8494 obsahuje kompletný zosilňovač s kompenzátorom spoja za studena na použitie so pármi typu J. Obvod je kalibrovaný stupnicou 5 mV / °C a má výstup napätia s nízkou impedanciou. V zásade môže byť obvod napájaný už z jediného napájacieho napätia a to iba +3 V. Ak však chcete merať teploty do + 1 000 °C, musíte obvod napájať napätím najmenej od +5 V. Okrem toho, ak chcete merať aj záporné teploty, musíte napájať obvod symetricky, pričom maximálne napájacie napätie je ± 18 V. Aby sa zabránilo samotnému zahrievaniu IC, čo by malo za následok teplotné rozdiely medzi kompenzátorom studeného spoja v čipe a pripojeniami termočlánku na čipe, znížila sa jeho vlastná spotreba energie na 180 uA. Aj keď je obvod úplne kalibrovaný pomocou laserového orezávania pre faktor mierky, nulový bod a kompenzáciu, sú k dispozícii vstupy, ku ktorým je možné pripojiť odpory na rekalibráciu čipu. AD8494 má presnosť typicky ± 2 °C.
Interný blokový diagram
Termočlánok je zapojený medzi piny 1 a 8. Za týmito pinmi sú dva ochranné obvody proti elektrostatickým napätiam na vstupoch do 4 kV. Výstupy týchto blokov sú interne spojené so vstupmi diferenciálneho zosilňovača. Táto konfigurácia zabezpečuje úplné potlačenie symetrických interferenčných signálov, ako je napríklad 50 Hz šum. Výstupné napätie diferenciálneho zosilňovača je privádzané na vstup výkonového zosilňovača. Do tejto fázy je zabudovaný kompenzátor zvárania za studena špeciálne vyvinutý spoločnosťou Analog Devices.

Bloková schéma obvodu AD8494.
Štandard zapojenia obvodu s AD8494
Aby vstupy nemohli plávať, musíte medzi -IN a zem zapojiť odpor 1 MΩ. Oba vstupy sú oddelené pomocou RC sietí. Obidve napájacie vstupy musia byť tiež oddelené od zeme čo najbližšie k obvodu. Všimnite si paralelného zapojenia tantalového (10 µF) a keramického (100 nF) kondenzátora pri tomto oddelení. Na výstupe je k dispozícii jednosmerné napätie s faktorom mierky 5 mV / °C.

Štandardné zapojenie obvodu AD8494.
AD8494 v zapojení ako teplomer
Po odstránení termočlánku a skratovaní obidvoch vstupov na zem môžete AD8494 ľahko transformovať na teplomer s rozsahom od -40 ° C do +125 ° C. Miera mierky je opäť 5 mV / °C.

AD8494 zapojený ako teplomer.
Datasheet integrovaného obvodu AD8494 (.pdf) - klikni