MAX31855热电偶芯片的中文翻译Word格式文档下载.docx
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参数
符号
条件
最小典型最大
单位
电源电压
VCC
（注2）
3.03.33.6
V
输入逻辑0
VIL
-0.3+0.8
输入逻辑1
VIH
2.1VCC+
0.3
直流电流特性
（3.0VPVCCP3.6V，TA=-40°
电源电流
ICC
9001500
uA
热电偶输入偏置电流
TA=-40℃至+125℃，100mV的跨越热电偶输入
-100+100
nA
上电复位电压阈
Vpor
（注3）
22.5
电源抑制
-0.3
℃/V
上电复位电压迟滞
0.2
输出高电压
VOH
IOUT=-1.6mA
VCC-
0.4
输出低电压
VOL
IOUT=1.6mA
0.4
热特性
）（注4）
MAX31855K热电偶温度增益和偏移误差（41.276uV/℃标称灵敏度）（注4）
T=-200℃至+700℃，
Ta=-20℃至+85°
C（注3）
-2+2
℃
T=+700℃至+1350℃，
-4+4
T=-200℃至+1350℃，
Ta=-40℃至+125°
-6+6
MAX31855J热电偶温度增益和偏移误差（57.953uV/℃标称灵敏度）（注4）
T=-40℃至+750℃，
Ta=-20℃至+125°
MAX31855N热电偶温度增益和偏移误差（36.256uV/℃标称灵敏度）（注4）
T=-+700℃至+1300℃，
T=-200℃至+1300℃，
MAX31855T热电偶温度增益和偏移误差（52.18uV/℃标称灵敏度）（注4）
T=-250℃至+400℃，
MAX31855E热电偶温度增益和偏移误差（76.373uV/℃标称灵敏度）（注4）
T=-40℃至+700℃，
T=+700℃至+900℃，
-3+3
T=-200℃至+900℃，
-5+5
热电偶温度数据解析
0.25
部冷端温度误差
冷端温度数据解析
0.0625
温度转换时间（热电偶，冷端，故障检测）
tCONV
（注5）
70100
ms
热电偶转换上电时间
tCONV_PU
200
串行接口时序特性（见图1和图2）
输入漏电流
ILEAK
（注7）
-1+1
µ
A
输入电容
CIN
8
PF
串行时钟频率
fSCL
5
MHz
SCK脉冲宽度高
tCH
100
ns
SCK脉冲宽度低
tCL
SCK上升和下降时间
200
CS下降到SCK上升
tCSS
SCK到CS保持
CS下降到输出使能
tDV
100
CS上升到输出禁止
tTR
40
SCK下降到输出数据有效
tDO
CS非活动时间
（注3）
注2：
所有电压参考GND。
进入集成电路电流指定正，并退出该IC的电流是负的。
注3：
由设计保证;
未经生产测试。
注4：
不包括冷端温度误差或热电偶非线性。
注5：
规格为100％，在TA=+25℃测试。
在温度（TA=TMIN到TMAX）规格限制是通过设计和特性保证;
注6：
由于热电偶温度转换开始在VPOR，取决于VCC摆率，第一热电偶温度转换可能不会产生一个准确的结果。
因此，在VCC高于或CCMIN更大，以保证有效的热电偶温度转换结果需要的TCONV_PU规。
注7：
对于除T+和T-所有引脚（见DC电气特性表中的热电偶输入偏置电流参数）。
串行接口图
图1.串行接口协议
图2.串行接口时序
典型工作特性（VCC=+3.3V，TO=+25℃，除非另有说明。
引脚配置
关键特性
包含评估K型热电偶所需的所有电路
评估板硬件由USB供电（包括USB电缆）、WindowsXP&
reg;
、WindowsVista&
以及Windows&
7操作系统兼容软件USBHID接口
图形用户界面（GUI）仅包括一个.EXE文件，第二个通道可方便用于评估其它类型热电偶，符合RoHS标准。
引脚说明
引脚
名称
功能
1
GND
地
2
T-
热电偶输入，请勿连接至GND
3
T+
热电偶输入
4
VCC
5
SCK
串行时钟输入
6
CS
低电平有效片选。
CS置为低电平时，使能串口
7
串行数据输出
D℃
不连接
MAX31855为热电偶至数字输出转换器，置14位模/数转换器（ADC）。
器件带有冷端补偿检测和修正、数字控制器、SPI兼容接口，以及相关的控制逻辑，在温度控制器、过程控制或监测系统中设计用于配合外部微控制器（μC）工作。
提供多个版本的器件，每个版本针对特定的热电偶类型（K、J、N、T或E型）。
MAX31855评估板
提供必要的硬件和软件（GUI），用于评估MAX31855冷端补偿热电偶至数字输出转换器。
MAX31855评估板PCB已安装MAX31855KASA+，该器件为K型热电偶版本的MAX31855。
购买所需要的热电偶、热电偶插座以及相应的MAX31855，也可利用该评估板评估其它类型的热电偶。
根据您所需要的热电偶类型，可联系工厂申请相应的MAX31855免费样品。
关于其它类型热电偶的更多信息以及器件型号列表，请参考完整数据资料的评估其它类型热电偶部分。
框图
详细说明
MAX31855为热电偶至数字输出转换器，置14位模/数转换器（ADC）。
器件带有冷端补偿检测修正、数字控制器、SPI兼容接口，以及相关的控制逻辑，在温度控制器、过程控制或监测系统中设计用于配合外部微控制器（µ
C）工作。
提供多个版本的器件，每个版本针对特定的热电偶类型（K、J、N、T或E型，如果使用S和R型，请联系工厂）进行优化和调整。
热电偶类型以器件型号后缀表示（例如MAX31855K），型号选择请参见定购信息表。
温度转换
器件包括信号调理硬件电路，将热电偶信号调整到与ADC输入通道相匹配的电压。
T+和T-输入连接到部电路，可减小热电偶引线引入的噪声误差。
将热电偶电压转换为等效的温度值之前，需要补偿热电偶冷端（器件环境温度）与0℃实际参考值的差异。
对于K型热电偶，电压按照大约41µ
V/℃的规律变化，按以下线性方程式逼近热电偶特性：
式中，VOUT为热电偶输出电压（µ
V），TR为远端热电偶结温（℃），TAMB为器件温度（℃）。
其它类型的热电偶采用类似的直线逼近，但增益不同。
注意，MAX31855假定温度和电压之间为线性关系。
由于所有热电偶都呈现一定的非线性，应对器件输出数据进行适当修正。
冷端补偿
热电偶的功能是检测热电偶引线两端的温度差。
可以读取热电偶“热”端在整个工作温度围（表1）的读数。
参考端或“冷”端（应与器件所在的电路板温度相同）的温度围为-55℃至+125℃。
冷端温度波动时，器件仍可准确检测另一端的温度差。
器件通过冷端补偿对参考端的温度变化进行检测和修正。
首先测量部管芯温度，该温度应与参考端的温度相同；
然后测量热电偶参考端的输出电压，并将其转换为补偿之前的热电偶温度值。
将该值叠加到器件的管芯温度，计算得到热电偶的“热端”温度。
注意，“热端”温度也可能低于冷端（或参考端）温度。
热电偶冷端与器件温度相同时，器件具有最佳性能。
避免将发热设备或热源靠近MAX31855，否则会产生冷端误差。
转换功能
在温度转换时间tCONV，器件执行三项操作：
部冷端温度转换、外部热电偶温度转换和热电偶故障检测。
对部冷端补偿电路进行温度转换时，断开外部热电偶信号（开关S4），连接到冷端补偿电路（开关S5）。
T-保持与部参考地的连接（开关S3闭合），断开故障检测电路（开关S1和S2）。
对外部热电偶进行温度转换时，断开部故障检测电路（方框图中的开关S1和S2），断开冷端补偿电路（开关S5）。
部地参考端保持连接（开关S3），闭合与ADC的连接通路（开关S4）。
允许ADC处理T+和T-两端的检测电压。
故障检测期间，断开外部热电偶以及冷端补偿电路与ADC的连接（开关S4和S5），断开T-端的部参考地连接（开关S3），接通部故障检测电路（开关S1和S2）。
故障检测电路测试T+和T-输入与VCC或GND的短路状况，以及热电偶开路故障。
输出数据的D0、D1和D2位常规条件下为低电平。
D2位为高电平表示热电偶短路至VCC，D1位为高电平表示热电偶短路至GND，D0位为高电平表示热电偶开路。
如果存在任何一种故障，SO输出数据的D16位（正常条件下为低电平）也变为高电平，表示发生故障。
串口
典型应用电路所示为器件与微控制器的连接。
本例中，器件处理来自热电偶的读数，并通过串口发送数据。
驱动CS为低电平，并在SCK端施加时钟信号，从SO读取结果。
器件始终在后台执行转换，只有CS为高电平时才能更新故障状态和温度数据。
驱动CS为低电平时，SO引脚将输出第一位数据。
通过串口读取完整的冷端补偿热电偶温度，需要14个时钟周期。
读取热电偶和参考端温度需要32个时钟周期（表2和表3）。
在时钟下降沿读取输出位。
第一位D31为热电偶温度符号位。
D[30:
18]位包含温度转换数据，顺序为MSB至LSB。
D16位正常状态下为低电平，热电偶输入开路或对GND或VCC短路时变为高电平。
参考端温度数据从D15开始。
输出转换数据时，CS任何时候均可变为高电平。
图1和图2所示为串口时序和序列，表2和表3所示为SO输出位加权和功能。
表2.存储器映射—位加权和功能
14位热电偶温度数据
RES
故障位
12位部温度数据
SCV位
SCG位
OC位
位
D31
D30
…
D18
D17
D16
D15
D14
D4
D3
D2
D1
D0
值
标识
1024℃
0.25℃
保留的
1=故障
标志
64℃
0.0625℃
1=短到VCC
1=短到GND
1=开路
表3.存储器映射—说明
描述
D[31:
18]
这些位包含已标识的14位热电偶温度值。
见表4。
此位总是读0。
该位为1的时候读取任何SCV，SC，或OC故障的活跃。
默认值为0。
D[15:
4]
这些位包含参比端温度的标识12位值。
见表5。
SCV故障
他的位是1时，热电偶被短路至VCC。
SCG故障
他的位是1时,热电偶被短路至GND。
OC故障
他的位是1时，热电偶开路时。
表4.热电偶温度数据格式
温度（℃）
数字输出（D[31:
18]）
+1600.00
01100100000000
+1000.00
00111110100000
+100.75
00000110010011
+25.00
00000001100100
0.00
00000000000000
-0.25
11111111111111
-1.00
11111111111100
-250.00
11110000011000
注意：
实际温度围随热电偶类型而变化。
表5.参考端温度数据格式
数字输出（D[15:
4]）
+127.0000
011111110000
+100.5625
011001001001
+25.0000
000110010000
0.0000
000000000000
-0.0625
111111111111
-1.0000
111111110000
-20.0000
111011000000
-55.0000
110010010000
应用信息
噪声
由于涉及到小信号处理，热电偶温度测量很容易受电源耦合噪声的影响。
在靠近器件VCC引脚的位置安装0.1µ
F瓷旁路电容，旁路至GND，将电源噪声的影响降至最低。
输入放大器为低噪声放大器，该放大器可以对输入进行高精度检测。
确保热电偶和连接线远离电气噪声源。
热考虑
有些应用中，自身发热会影响器件的温度测量精度。
温度误差的数量级取决于器件封装的导热特性、安装工艺及气流影响。
采用大面积地可改善器件的温度测量精度。
也可通过以下预防措施改善热电偶系统的精度：
•确保测量区域的热量不扩散的情况下采用尽可能粗的导线。
•如果必须使用细导线，仅在测量区域使用，在没有温度梯度的区域使用延长线。
•避免机械应力和振动，这会对导线造成应力。
•热电偶引线较长时，使用双绞线对延长线。
•避免陡峭的温度梯度。
•尽量使用在其温度额定值以的热电偶引线。
•恶劣环境下采用适当的屏蔽材料，保护热电偶引线。
•仅在低温及小梯度区域使用延长线。
•保存事件记录，并连续记录热电偶的电阻。
定购信息
部分
热电偶类型
实测温度围
引脚封装
MAX31855KASA+
K
-200℃to+1350℃
8SO
MAX31855KASA+T
K
-200℃to+1350℃
MAX31855JASA+
J
-40℃to+750℃
MAX31855JASA+T
-40℃to+750℃
MAX31855NASA+
N
-200℃to+1300℃
MAX31855NASA+T
-200℃to+1300℃
MAX31855SASA+*
S
+50℃to+1600℃
MAX31855SASA+T*
MAX31855TASA+
T
-250℃to+400℃
MAX31855TASA+T
T
MAX31855EASA+
E
-40℃to+900℃
MAX31855EASA+T
MAX31855RASA+*
R
-50℃to+1770℃
MAX31855RASA+T*
R
-50℃to+1770℃
注：
所有器件均可工作在-40℃至+125℃温度围。
+表示无铅（Pb）/符合RoHS标准的封装。
T=卷带包装。
*未来产品—供货状况请联系工厂。
封装信息
如需最近的封装信息和焊盘布局（外形尺寸），请查询china.maxim-ic./packages。
请注意，封装编码中的“+”、“#”或“-”仅表示RoHS状态。
封装图中可能包含不同的尾缀字符，但封装图只与封装有关，与RoHS状态无关。
封装类型
封装编码
封装图编号
焊盘布局编号
8SO
S8+4
21-0041
90-0096
修订历史
修订号
修订日期
说明
修改页
0
3/11
最初版本。
—
Maxim不对Maxim产品以外的任何电路使用负责，也不提供其专利许可。
Maxim保留在任何时间、没有任何通报的前提下修改产品资料和规格的权利。
MaximIntegratedProducts,120SanGabrielDrive,Sunnyvale,CA94086408-737-7600
©
2011MaximIntegratedProducts
Maxim是MaximIntegratedProducts，I℃.的注册商标。
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