如何使用MAX6675和ARDUINO测量极端温度（和ARDUINO）（和一个 thermocouple)

使用MAX6675芯片和A型热电偶，您可以轻松测量 自芯片以来，使用任何微控制器从0°C到1024°C的温度 通过SPI接口输出数据 - 在这里，我们将使用它 Arduino Uno.

热电偶的巨大优势是测量时的易用性 高温和唯一的其他方式是使用非联系方式 热温枪测量红外光接收，但这是非常的 expensive option.

该芯片专门设计用于k型热电偶和 没有别的，这不是一个大问题，因为k是最受欢迎的 反正。芯片为您提供所有努力，您所做的就是连接 热电偶并从SPI接口读取输出！

塞贝克效应

热电偶由两个不同的金属形成在一起 温度传感端 - 另一端应该浸入冰浴中 它保持在0°C。如果这样做，那么跨越温差 从端到端的热电偶线导致要产生的电压（ Seebeck效果 - 由Thomas Seebeck的1821年左右发现）比例 到温差。下图显示了非冰浴 连接见下面的原因。

冷结赔偿

产生的电压非常小（〜41uV /°C），并且不同于 不同类型的热电偶，因此需要放大器来转动 读成可用形式。你不'真的想用冰弄乱 浴（除非你想要更好的精度），所以一个叫做的技术 使用冷结补偿（CJC）。

基本上你测量了（较冷）的末端的温度 热电偶，并弄清楚热电偶在的电压 该温度，并将此电压添加到热电偶电压（您工作 向后找到一端在温度的时相等电压 0°C）即补偿非传感末端的环境温度 全温读数可用。

使用您需要的热电偶：

• 放大器（高增益）。
• 冷端补偿器（或冰浴）。
• ADC。

MAX6675

这是MAX6675的位置，因为它具有内置的一切 already for 你;内置放大器，冷 - 结补偿器（CJC）和ADC。 实际上芯片使用了 Type-k热电偶普通，如上面包含在芯片中 you don'甚至必须检索ADC生成ADC的模拟值 数字输出作为12位串行序列发送。

MAX6675的输出格式为SPI - 数字时钟，只读， 接口提供12个输出数据位。

MAX6675数据表

下载max6675数据表。

MAX6675规格

* - 所以引脚的最大输出为50mA，但您赢了't design it that 你呢？如果将SO outpout源进入正常的微控制器输入 （由于这是一个CMOS输入）几乎不会被绘制的任何电流 您将留下MAX6675的1.5mA最大电源电流。

** - 另请参阅不同温度范围的误差分析 这里 (in this page).

优势和缺点

热电偶的优点

• 可互换，具有明确定义和可重复的输出。
• 自我兴奋（无需外部电源，因此没有自我 heating problem).
• 宽温度测量范围-200°C至1350℃。 （注意：MAX6675 操作从0°C至1024°C）。
• NIST参考表以允许纠错。
• 如果使用多项式纠错补偿，则可能性 functions.
• 非常快速的响应时间。
• 方便且小的测量探头 - 因此低热质量。

热电偶缺点

• 不能以高精度测量较低的温度范围。 0.1°C. （没有聪明的电路）。
• 不太准确：通常2.2°C类型k（热电偶响应 alone).
• 在系统中不需要热梯度即，草稿将导致 errors
• 需要正确的热电偶延长线来达到远处测量 points.
• 通过不正确的热安装可以轻松引入错误 chip.

需要硬件

由于MAX6675包装为方形轮廓（SO8）设备A表面 安装部分，您需要一个突破板来访问其引脚。突破 板通常具有用于连接热电偶和标头的螺钉端子 通过杜邦连接器连接到Arduino的引脚。

这个系统的硬件真的很简单;所有你需要的是：

• arduino. Uno.
• k型热电偶
• MAX6675突破板（船上有芯片）。
• 杜邦连接线。
• USB电缆

可选的：

• DS18B20 - 1线温度计。
• 10UF电容器
• 无焊接面包板。

该项目从USB端口供电。

上面的可选部分允许您了解热电偶操作的程度 在环境温度下。我只是希望看到对正在发生的事情进行比较。

MAX6675原理图

下面的示意图显示了MAX6675突破板的连接 DS18B20温度传感器。这用于显示精确的温度 对于较低的温度，因此您可以感受到热电偶的方式 操作I.E. A可以比较温度。

MAX6675和DS18B20的Arduino图书馆

MAX6675 Arduino图书馆

• 图书馆：MAX6675.

goto arduino菜单：素描 - >Include Library-->Library Manager.

然后在搜索框中输入MAX6675，显示结果：

MAX6675通过ADAFRUIT版本1.0.0 - 单击“安装”。

您可以看到图库是通过进入菜单安装的： Sketch-->包含库，滚动在出现的下拉框中 您将看到标有标有的条目：MAX6675库。

DS18B20的图书馆（温度检查）

有两个图书馆：

• 图书馆：OneWire（Wire.h）。
• 图书馆：MAX31850 Dallas Temp（Dallastemperure.h）。

如MAX6675库所描述的安装/检查安装。

MAX6675 Arduino示例代码

以下代码输出热电偶温度，然后输出 DS18B20温度。如果你不'T有后者，然后评论DS18B20 code.

复制素描

// Prototypes
void ds18B_setup(void);
void do_max6675_loop(void);
void do_ds18B_loop(void);

// Defines
//#define ThermoOnly 1  // For use with IDE Tools --> Serial Plotter

#include <Wire.h>

// Sample Arduino MAX6675 Arduino Sketch

#include "max6675.h"

在 t ktcSO = 8;
在 t ktcCS = 9;
在 t ktcCLK = 10;

MAX6675 ktc(ktcCLK, ktcCS, ktcSO);

void do_max6675_loop(void) {
  // basic readout test

#ifndef 温泉
   Serial.print("Temp = ");
   Serial.print(ktc.readCelsius());
   Serial.print("\t Deg F = ");
   Serial.print(ktc.readFahrenheit());
   Serial.print(" Deg C");
#else
   Serial.println(ktc.readCelsius());
#endif
}


#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

// Data wire is plugged into port 2 on the Arduino
＃定义 ONE_WIRE_BUS 4

// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices (not just Maxim/Dallas temperature ICs)
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// Pass our oneWire reference to Dallas Temperature.
DallasTemperature DallasSensors(&oneWire);

void setup(void)
{
  // start serial port
  Serial.begin(9600);

#ifndef 温泉
  Serial.println("Dallas Temperature IC Control Library Demo");
  Serial.println("...and MAX6675 Thermocouple.");

  // Start up the library
  DallasSensors.begin();
#endif

  // give the MAX a little time to settle
  delay(500);
}

void do_ds18B_loop(void)
{
  // call DallasSensors.requestTemperatures() to issue a global temperature
  // request to all devices on the bus
  Serial.print("Requesting 1-wire devices...");
  DallasSensors.requestTemperatures(); // Send the command to get temperatures
  Serial.println("DONE");

  Serial.print("Temperature for the device 1 (index 0) is: ");
  Serial.print(DallasSensors.getTempCByIndex(0));
  Serial.println(" Deg C");
}

void loop(void) {

#ifndef 温泉
   Serial.println("\n-START-");

   Serial.println("Thermocouple Temp.");
   do_max6675_loop();

   Serial.println("\nRoom Temp.");
   do_ds18B_loop();

   Serial.print("-END-");
   Serial.print("\n");
#else
  do_max6675_loop(); // Only o/p thermocouple data.
#endif

   delay(500);
}

序列情节

绘制热电偶的输出随着时间的推移非常容易使用 Arduino IDE作为内置的工具，可以创建一个显示的条带图表 数据的最后一个数据。要使用它，您需要将温度输出为a 数字没有添加文本。
定义"ThermoOnly" does this for 您 - 取消注释它以允许这种操作模式。

通过允许定义"ThermoOnly"激活（未评论 以下代码）：

＃定义 thermoonly 1.

...然后重新编译。草图将从中输出温度值 热电偶（没有其他文字）。

从菜单中激活绘图仪 - >Tools-->串行绘图仪查看 output.

使用MAX6675的详细信息

该芯片使得在巨大的温度读数方便 温度范围0°C至1024°C，采用最流行的热电偶 （k）。您还可以检测小于0.25°C的小温度变化 （12位分辨率ADC给出这种能力[1024.0 / POW（2,12）= 0.25°C]。

芯片还使互相简单的接口，因为它已内置 ADC，CJC和AMP和数字串行输出（SPI）。

MAX6675测量精度

基本芯片错误贡献::

芯片的唯一缺点是其精度依赖于晶体管 基于温度测量，可仅限于±3.00°C 芯片的温度范围（-20°C〜85°C）。此错误将是其中之一 总贡献者对总错误预算。

然而，热电偶不是 无论如何（指定为2.2°C），那么ADC有错误 从1°C到4.75°C的内容（取决于温度范围和芯片 电源电压）。所以你可能有3 + 4.75 + 2.2〜11°C的错误。记住 这不一定太糟糕了，因为它会产生百分比的错误 与正在测量的大温度相比仍然很小。

然而，在室温下，晶体管CJC可能会产生最小的 误差。 0°C误差（仅由ME测试仅夹持）和低于700°C 错误是2.25°C +热电偶误差2.2°C，所以您可以说出错 将是4.47°C，但这取决于它的使用。

关于MAX6675的结论

6675是放大热电电压的线性装置 〜41UV /°C常数并数字计算结果。来自的产出 放大器被馈入12位ADC，导致分辨率为0.25°C及其 主要优点是它在芯片内部做了这项工作（放大了 极低的信号变为可用电压，变成了数字 output).

有两种轻微缺点：

1. MAX6675只能在0°C的温度范围内运行 1024°C实际上k型热电偶能够运行 范围-200°C至1300°C！
2. 阅读的准确性取决于特征的特征 k热电偶（在0°C范围内没有线性，所以 上面引用的错误细节是热电偶的直接结果 non-linearity.

如果您只想将温度范围0°C至1024°C操作 MAX6675是一个不错的选择（如果您接受错误级别），但您不能 在该温度范围内使用芯片。

热电堆

优雅使用热电偶（天然气试验控制）

我正在寻找有关热电偶的更多信息，并找到了这一点 有趣的信息。如果你曾经有大头大篷车，你会知道 冰箱可以从三个来源供电;电源，12V和天然气。当你使用时 你必须按下起动器按钮的气体（使用a点亮气体 压电打火机，但你也必须暂时握住按钮）。为什么是 那？ - 我从未想过问真的'就像魔法一样，它有效！ - 真的很奇怪我们如何接受我们周围技术的操作 质疑它！

事实证明，热电偶用于产生电压源 （这就是为什么你必须长时间保持按钮15-30s）所以 热电偶有时间热身。一旦它完成了，这非常小的电压 （数十毫伏的顺序）用于为非常小的螺线管供电 单独采用保持电流（注意：电磁阀的保持电流 可以远小于激活电流，在这种情况下的行为 按下按钮是电磁阀的激活操作，所以没有高功率 是需要的，只是你的拇指！只要火焰继续保持电流 生成（热电偶输出） - 螺线管保持打开。

注意：增加热电偶电压输出结合多个 热电偶一起制作所谓的热电堆。

热电偶示例使用

测量温度输出：

• 您的计算机（在风扇输出时） - 矿山约为61°C。
• 蜡烛火焰。
• 一杯茶 - 矿山约40°C。
• 烙铁 - 矿山约300℃。
• 你的烤箱。
• 电路中的组件e，g。电源晶体管（仔细仔细 晶体管具有外金属罐处的电压）。

当然，一旦你可以测量某些东西，那么你可以控制它e .g 烤箱，炉，高温冶炼，HVAC，烙铁等

提示：设置"#define ThermoOnly"在示例代码中取消注释然后重建代码，然后重建代码 从Arduino IDE中选择菜单以绘制温度： Menu-->Tools-->串行绘图仪。这将绘制出来的价值 实时温度在图上。 （如果你不't看到菜单安装 来自Arduino.cc的IDE，因为有两个版本可用）。