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一、熱電偶工作原理
兩種不同成份的導體兩端接合成回路，當兩個接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動勢稱為熱電勢。
熱電偶就是利用熱點效應(yīng)原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。
熱電偶的實物如圖1所示。
 圖1 熱電偶實物圖
1、熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù)；
2、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；
3、當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，這時候的熱電偶熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。
將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成一個大小的電流。
根據(jù)熱電偶測溫原理，熱電偶的輸出熱電勢不僅與測量端的溫度有關(guān)，而且與冷端的溫度有關(guān)，需要測量出冷端溫度，從而才能準確地測量出真實的溫度。下面將介紹集成冷端補償?shù)男酒琈AX6675。
二、MAX6675工作原理
MAX6675是MAXIM公司的K型熱電偶串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它能獨立完成信號放大、冷端補償、線性化、A/D轉(zhuǎn)換及SPI串口數(shù)字化輸出功能。
 圖2 MAX6675引腳圖
三、Arduino程序設(shè)計
MAX6675的庫文件自帶的串口輸出示例，把采樣間隔改為2s。
Max6675 ts(8, 9, 10);
// Max6675 module: SO on pin #8, SS on pin #9, CSK on pin #10
of Arduino UNO
// Other pins are capable to run this library, as long as
digitalRead works on SO,
// and digitalWrite works on SS and CSK
void setup()
{
ts.setOffset(0);
// set offset for temperature measurement.
// 1 stannds for 0.25 Celsius
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
Serial.print(ts.getCelsius(), 2);
Serial.print(" C / ");
Serial.print(ts.getFahrenheit(), 2);
Serial.print(" F / ");
Serial.print(ts.getKelvin(), 2);
Serial.print(" K\n");
delay(2000);
}
四、實物實驗演示
 圖3 MAX6675模塊實物圖
 圖4 MAX6674與MEGA連接圖
采用用串口助手接收溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)如下：
1、放置在空氣中，常溫環(huán)境下
 圖5 熱電偶暴露于空氣中
 圖6 空氣中的溫度
可以看出，溫度還是很穩(wěn)定的，還說明南京很熱，都30℃了。
2、放置于一杯熱水中，高溫環(huán)境
 圖7 熱電偶置于盛有熱水的杯子中
 圖8 瓷杯中的水溫
水溫穩(wěn)定在57℃左右，看起來溫度不是很高，但是我端水杯還是感覺很燙的。
五、結(jié)束語
K型熱電偶的應(yīng)用非常廣泛，基于MAX6675的熱電偶測溫模塊解決了冷端補償、線性化等問題，雖然效果不是特別好，可以通過其他手段，進一步提高測溫精度，有一定的工業(yè)應(yīng)用價值。
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