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(hào)主要基于塞貝克效應(yīng),通過(guò)特定材料組合與電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。以下是具體原理和實(shí)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?duì)柼?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(gè)接點(diǎn)的溫度不同,回路中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì),即熱電勢(shì),且溫度差越大,熱電勢(shì)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(huì)形成凈電動(dòng)勢(shì)和單向流動(dòng)的電流。
實(shí)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(shí),由于塞貝克效應(yīng),會(huì)在兩端產(chǎn)生與溫度差成正比的電壓信號(hào)。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(guò)測(cè)量這個(gè)電壓信號(hào),結(jié)合已知的熱電偶特性曲線(xiàn)或分度表,就可以精確計(jì)算出溫度值。
信號(hào)處理與轉(zhuǎn)換:熱電偶產(chǎn)生的電壓信號(hào)通常比較微弱,需要經(jīng)過(guò)放大器放大到適合A/D轉(zhuǎn)換的電平。對(duì)于高速變化的信號(hào),在A/D轉(zhuǎn)換前還需經(jīng)過(guò)采樣保持環(huán)節(jié),以保證轉(zhuǎn)換精度。放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,再由處理器(如微型計(jì)算機(jī)或?qū)S脭?shù)字處理器)進(jìn)行處理和存儲(chǔ),處理或存儲(chǔ)的結(jié)果可通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量,用于控制被控對(duì)象,如調(diào)節(jié)器、顯示器或打印設(shè)備等。