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    8

    3.1  基于AD590与AD538的调理电路设计 8

    3.1.1  主要芯片选择 8

    3.1.2  冷端补偿部分 10

    3.1.3  放大电路 11

    3.1.4  线性化部分 12

    3.1.5  总体设计原理图 14

    3.2  基于电桥与AD538的调理电路设计 14

    3.2.1 补偿电桥设计 14

    3.2.2 仿真软件介绍 17

    3.2.3 仿真分析 17

    3.3 基于ICL7106的调理电路设计 20

    3.3.1 主要芯片介绍 21

    3.3.2 基于ICL7106的数字温度计 25

    3.4 本章小结 26

    4  系统标定与数据处理 27

    4.1 基于AD590与AD538的调理电路调试及数据处理 27

    4.2 基于电桥与AD538的调理电路调试及数据处理 29

    4.3 基于ICL7106的调理电路调试及数据处理 32

    4.4 设计方案比较及误差分析 33

    4.5 动态实验 34

    4.6 本章小结 36

    5  总结与展望 38

    致谢 40

    参考文献 41

    附录 43 

     1  绪论

    1.1  研究背景

    温度在工业应用中非常重要，它被用来定量地表示物体的冷热程度。在测量温度时，热电偶的应用非常广泛，热电偶具有许多优点，它结构简单、测量范围比较宽、制造 方便、精度较高、灵敏度高、响应速度快、线性度好[1]，而且输出的信号可以远距离进行传输。同时，热电偶在进行温度测量时不需要外加电源，它是一种有源传感器，所以使用比较方便，常常被用来测量管道的液体、气体和炉火的温度以及其管道表面的温度。在化工、电力、食品、热能、国防等部门应用广泛。具体的应用场合在锅炉炉膛、气体、液体、蒸汽工艺管道、容器和设备、部件端面等。

    根据温度测量方式不同，温度传感器可以分为接触式和非接触式[2]，目前在工业应用中应用比较广泛的主要是热电偶和热电阻，热电阻的测温原理主要是根据金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来工作，而热电偶主要是根据其闭合回路的输出电势随温度变化而变化来进行温度测量的。热电阻的性能比较稳定，常用作标准测温器件，但是热电阻测温范围比较窄，而热电偶的测温范围更宽，精度更高，构造简单，使用方便，此设计中需要测温的范围较宽，因此选用热电偶作为测温器件比较理想。

    热电偶主要有以下几种类型：S型，J型，K型等，不同热电偶应用在不同的场合。K型热电偶在温度测量中应用比较普遍，它的线性度好，测量精度较高，制作简单[1]，使用方便等优点，可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度，广泛为用户所采用[3]。K型热电偶的一级精度为正负0.4%，二级精度一般为正负0.75%。

    在使用热电偶进行温度测量时必须要注意以下几个规则：

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