可編程電源中,利用熱電效應(yīng)將溫度變化轉(zhuǎn)換為電壓信號主要基于塞貝克效應(yīng),通過特定材料組合與電路設(shè)計實現(xiàn)。以下是具體原理和實現(xiàn)方式:
熱電效應(yīng)原理:熱電效應(yīng)包含塞貝克效應(yīng)、珀爾帖效應(yīng)和湯姆遜效應(yīng)。其中塞貝克效應(yīng)是指將兩種不同的導(dǎo)體連接成閉合回路,若兩個接點的溫度不同,回路中會產(chǎn)生一個電勢,即熱電勢,且溫度差越大,熱電勢越大。這種效應(yīng)使得金屬導(dǎo)體的一端因溫度差異略微呈現(xiàn)正電荷,另一端呈現(xiàn)負(fù)電荷,不同金屬因內(nèi)部原子和電子束縛能力不同,產(chǎn)生的電壓差也不同,將兩種不同金屬連接在一起,會形成凈電動勢和單向流動的電流。
實現(xiàn)溫度到電壓轉(zhuǎn)換的方式:在可編程電源中,常使用熱電偶或熱電堆等基于熱電效應(yīng)的傳感器。熱電偶由兩種不同金屬組成,當(dāng)一端受熱時,由于塞貝克效應(yīng),會在兩端產(chǎn)生與溫度差成正比的電壓信號。例如,某些熱電偶在特定溫度范圍內(nèi),每攝氏度溫差可產(chǎn)生幾十微伏的電壓。通過測量這個電壓信號,結(jié)合已知的熱電偶特性曲線或分度表,就可以精確計算出溫度值。
信號處理與轉(zhuǎn)換:熱電偶產(chǎn)生的電壓信號通常比較微弱,需要經(jīng)過放大器放大到適合A/D轉(zhuǎn)換的電平。對于高速變化的信號,在A/D轉(zhuǎn)換前還需經(jīng)過采樣保持環(huán)節(jié),以保證轉(zhuǎn)換精度。放大后的信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,再由處理器(如微型計算機(jī)或?qū)S脭?shù)字處理器)進(jìn)行處理和存儲,處理或存儲的結(jié)果可通過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量,用于控制被控對象,如調(diào)節(jié)器、顯示器或打印設(shè)備等。