热电偶冷端温度补偿芯片MAX31855

1 MAX31855冷端补偿芯片

热电偶是一种常用的温度传感器，在热电偶的使用过程中首先需要解决的就是热电偶冷端温度补偿的问题。在过去我们可以利用中间温度定律和热电偶分度表进行热电偶冷端温度补偿，但在实际电路中我们不可能人工查表计算，因此出现了MAX31855等专用冷端温度补偿芯片，这样以来，热电偶的冷端温度补偿将变得非常简单，下面我们简单介绍一下MAX31855芯片的应用。

MAX31855是MAXIM公司生产的一款专门针对热电偶冷端温度补偿的智能芯片。芯片内置14位A/D转换器，带有冷端温度补偿和修正电路，提供SPI通信接口，其中根据不同热电偶又可分K、J、N、T等型号，下图是一个MAX31855K模块，最后一个字母表示适配K型热电偶。

在电路设计中我们可以按照下图连接。

其中P2是热电偶的接线端子，接入MAX31855的2、3脚。芯片的1、4脚之间需要接入0.1uF的去耦电容，在上面的MAX31855K模块实物图中也能看到这样的设计。5脚连接单片机的SPI-CLK脚，6脚是芯片的片选引脚。在与单片机的通信过程中，MAX31855作为SPI从设备以只读模式发送数据至单片机，因此芯片的7脚MISO(主设备输入，从设备输出脚)要连接单片机的SPI-MISO脚。

2 温度数据格式

通过SPI总线可以从MAX31855中读取32位的温度数据。32位数据格式如下表所示。

所读取的32位数据中包括14位的热电偶测量端温度数据和12位的冷端温度数据。后三位是故障类型标志位，分别为SCV（对VCC短路）、SCG（对地短路）、OC（热电偶开路），当发生以上三种故障时对应的故障类型标志位和D16位都会被置一。

3 SPI读取温度数据

对于具有SPI接口的单片机如：STM32单片机，可以借助ST官方的库函数十分方便地实现SPI数据读取。下图是一般情况下的读取程序流程图。

对应的C程序代码如下图所示（其中省去了故障类型判断，感兴趣的同学可以加上）：

以上就是关于MAX31855冷端温度补偿芯片的简单介绍了，感兴趣的同学可以去网上下载MAX31855的芯片手册，获取更详细的使用介绍。

大华黑体超详细拆解

为了给热成像做校正之前买的一个黑体不够用，这次想再买2个，遇到一个老板只打包不零卖，就用一个的价钱打包买了二十来个他们修过没修好的。收到货后东拼西凑弄好了5个，拆解的过程中发现大华的这玩意还挺有意思，比如型号同样是JQ-D70Z，从外表看却一个大一个小，温控表也一个大一个小。另外同样是大尺寸大表头的，后面板也有黑色的和白色的，黑色的像是铸造或者精雕的质量能好些，白色就是一个铝板切割的比较简陋。

外表看起来比较奇怪，折开里边也比较奇怪，这二十来个黑体里边的开关电源我就见到了4种，一种下边这种明伟一体的PCB安装电源。

还有这种和上边一样的明伟一体，不过是通过接线端子拧线的。

还有这种支架安装的开关电源，这个品牌是哈尔滨某厂家的。

另外一种和上边的安装方式一样，也是支架安装，不过开关电源的品牌是明伟的。

除了开关电源，里边的温控表也有4种。一种上边看到的那个小尺寸的温控表，型号是PXR3TCY2。

还有左边这种型号是PXE4的和右边这种PXF4的，另一种和右边PXF4一样的不过是继电器输出类型后改为SSR的。

我拆过的这些黑体里边的温控板都是下边这种，只是开关电源的焊接方式不同，有PCB安装的，有焊线安装的。

PCB的型号是JQ70-MYZ1B，搜索这个型号能找到很多凯尔文40度黑体的信息，PCB下边的丝印也有KELVIN的字样，基本可以确定这些大华黑体是凯尔文贴牌的。

先来看看高端一点的PXF4

这个温控表能采集热电偶、热电阻、电和电流4种信号。输入类型支持电流和电压输出，手册可以通过阅读原文中的链接下载。

另一种是下边这种，型号一模一样，输出这边显示的是继电器输出，拆开看里边继电器被拆下后又焊了SSR的板子。

2个温控表的型号标签里的型号都一样。

下边标号处能看到继电器被拆掉的痕迹。

内部也是继电器版本对应的型号，所以看到这就很迷糊，如果是黑体维修人员把继电器换的SSR我觉得他们没这能力，而且也没必要替换外壳上的型号标签。

如果这个温控表是生产人员将继电器替换成SSR的也不太可能，即使能这样做点位的标签也应该改成SSR输出才更合理。

FX4内部使用3块PCB焊成这种U形结构，2边分别是电源板和信号板，中间为主控显示板。

电源板通过左边的焊盘和主控显示板连接。

电源板还有一颗报警输出的继电器，右下角的电容被我焊下去了，这个表应该是遭雷击过，或者输入电压超过了额定电压导致电容炸开。

除了电容，旁边这颗PI的TNY286DG也烧穿了。

主控板的背面芯片包括一颗不查不到具体型号的单片机和一颗ST的16K EEPROM。

正面5个按键和用于提供背光的12颗白光LED，底部的金手指是和段式液晶屏连接的。

传感器板上一颗TI的ADS1148，24位2KSPS的ΔΣADC。

另一侧除了焊接一块SSR小板外没有其它器件。

SSR小板可用来驱动固态继电器，里边一颗S1142C的LDO和一颗TLP291的光耦 ，另一颗标号为T2的不确定是什么芯片。

看完PX4F再来看看PXR3，PXR3所有功能基本都集成在一个PCB上，左边竖着焊接的是SSR小板，和PX4F一样。右边竖着焊接的是数码管小板，用来显示温度数据。

数码管使用多颗0603的LED焊接而成，下边还有3颗按键。

和PX4F相比PXR3显得简陋很多，主控板的背面也没什么器件。

正面一颗查不到型号的单片机和3颗TI的芯片，型号分别是CD4051B 和CD4053B 2个模拟多路利用器和一个LP324 的运算放大器。

除了上述这些就剩下这个黑体的靶面没拆了，正好有一个有划痕的，我顺便用砂纸给它打磨几下磨废品了，折开来看看。拆解时没拍照片，有兴趣的可以点阅读原文观看拆解视频。

最后再来看看黑体靶面的PT100热电阻，从打标来看是-10~100度范围的，后边型号也是JQ-70MYZ1B，这个黑体的OEM型号。

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