使用斬波型OP放大器的低漂移熱電偶前置放大器電路及工作原理

電路的功能

廣泛用于溫度檢測(cè)的熱電仙電動(dòng)勢(shì)很小，大約只有10UV/度左右，要進(jìn)行高精度測(cè)量，必需把失調(diào)漂移控制在1UV/度以下，作為差動(dòng)放大式的OP放大器，可用的產(chǎn)品不多。而失調(diào)漂移在正負(fù)0.05UV以下的削波放大器IC卻很多，其中ICL7650比較典型，它要求電源電壓為正負(fù)5V，MAZ420與普通OP放大器一樣，可以正負(fù)15V電源電壓下工作，并可換成傳統(tǒng)的電路（它需要兩個(gè)0.1UF的電容）。

電路工作原理

熱電偶多用來(lái)測(cè)量高溫度，在測(cè)量過(guò)程中，有時(shí)會(huì)發(fā)生斷線。所以在測(cè)量電路中增加了一個(gè)歇火電路（先讓微弱電流流過(guò)），用來(lái)檢測(cè)輸入斷線。正常工作熱電偶電阻值很小，幾微安的電流基本上不會(huì)產(chǎn)生電壓。但如果斷線，前置放大器就會(huì)飽和并輸出高電壓，經(jīng)A-D轉(zhuǎn)換后，輸出一定電平，以此電平作為斷線值，對(duì)熱電偶斷線進(jìn)行判斷。

斬波型OP放大器MAX420輸入失調(diào)電壓很小，在正負(fù)1UV以下，通用OP放大器根本不能與其相比，即便是高頻放大電路，也可省去失調(diào)調(diào)整，由末級(jí)放大器統(tǒng)一消除。

由于避免不了斬波噪聲，所以壓A1輸出端加了低通濾波器，以此提高S/N。溫度漂移很慢，無(wú)法和普通電路的正常工作速度相比，所以斬波頻率F0可低到幾赫茲。

本電路F0=10HZ，選定的電阻值稍大，電容器C4、C5為0.1UF。也可根據(jù)響應(yīng)時(shí)間確定FC的大小。

元件的選擇

DC放大器一般都很重視失調(diào)電壓的溫度漂移，萬(wàn)一忽略了這個(gè)問(wèn)題，再把輸入短路進(jìn)行測(cè)量是發(fā)現(xiàn)不了的。要減少增益漂移，則應(yīng)加大反饋放大器的開路增益（開路增益取多大很重要），并降低用來(lái)確定增益的電阻R2、R3的溫度系數(shù)。

斬波電容器C2C3用絕緣電阻高的為好，聚酯型電容器完全可以滿足使用要求。輸入二極管以低漏電流型的為好。普通玻璃密封的二極管對(duì)光線有反應(yīng)，應(yīng)予注意。

與R3并聯(lián)的C1可以起到降低高頻增益、減少輸入噪聲及斬波噪聲的作用。

調(diào)整

使電路正常工作，輸入端短路，然后用失調(diào)調(diào)整電阻VR進(jìn)行調(diào)整，使輸出為零。接著，在輸入端加準(zhǔn)確的10MV電壓，然后驗(yàn)證輸出端電壓應(yīng)為2.01V。如果沒(méi)有10MV的電源，可準(zhǔn)備一個(gè)10.00V的電源，通過(guò)10K和10歐的分壓電路再接在輸入端上。

關(guān)于斷線的檢測(cè)，可使輸入端開路，然后驗(yàn)證輸出端電壓是否飽和。另外，報(bào)警輸出可用電壓比較電路對(duì)電壓進(jìn)行比較來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)注意事項(xiàng)

如果AC線路噪聲很大，就要用隔離放大器使本電路隔離，如有輔助電源，如果沒(méi)有，應(yīng)由隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器件電路電源。