数字K型高温传感器

简介

PT100适用于大部分400℃以下高温的测量，但是通常家用天然气灶焰芯温度可达800℃以上，烧制陶瓷的窖子或者大功率电炉温度更可超过1000℃，在这些超高温度的场景下就需要用到K型热电偶。

数字K型高温传感器由信号放大转换模块和铠装K型热电偶探头组成，当K型热电偶探头置于高温热源时，探头两端由于热电效应产生一个与温度呈正比的微弱电压，信号放大转换模块采用MAX31855K专用芯片将这个微弱的电压信号进行放大、模数转换与相应补偿，最终通过Gravity I2C接口向主控器发送探头的测量温度。信号放大转换模块最大可测量极宽的温度范围-270℃~1372℃，在-200℃~700℃误差不超过±2℃，700℃~1350℃误差不超过±4℃，配套的铠装K型热电偶探头测温可达800℃，在量程范围内误差不大于±2.5℃，能够满足大部分400度以上超高温度的测量场景。

特性

  • 14位，0.25℃数字高分辨率测温
  • 极宽测温度范围
  • 兼容3.3V/5V控制器
  • Gravity I2C接口，连接方便
  • 适配任何K型热电偶探头

技术规格

信号放大转换模块

  • 输入电压（VCC）：3.3V~5.5V
  • 适配探头：K型热电偶探头
  • 测温范围：-270℃~1372℃
  • 测温分辨率：0.25℃
  • 测温误差：≤±2℃（-200℃~700℃） ~ ±4℃（700℃~1350℃）
  • 通信接口：Gravity I2C （逻辑电平0-3.3V）
  • 产品尺寸：44.0mm*22.0mm

铠装K型热电偶探头

  • 测温范围：0℃ ~ 800℃
  • 测温误差：≤±2.5℃
  • 线长：1.5m（金属屏蔽线）
  • 探头长度：50mm
  • 探头直径：Φ4mm
  • 特性：防水、耐腐蚀（耐弱酸弱碱，防锈）、耐高温

应用场景

  • 电烤箱、大功率电炉
  • 高温火焰、气体
  • 陶瓷窖

接口说明

数字K型高温传感器 引脚说明

标号 名称 功能描述
1 VCC 电源正极（3.3~5.5V）
2 GND 电源负极
3 SCL I2C时钟线
4 SDA I2C数据线
5 BLUE- K型热电偶负极
6 +RED K型热电偶正极

引脚说明

Arduino使用教程

准备

  • 硬件
    • Arduino UNO控制板(或类似控制板) x 1
    • 数字K型高温传感模块 x 1
    • 铠装K型热电偶探头 x 1
    • Gravity 4P传感器连接线（或若干杜邦线） x 1

连线图

DFR0558_connection_diagram_Arduino.png

读取温度

  • 将模块、探头与Arduino按照连线图相连。I2C地址为固定的0x10，无需修改。
  • 安装DFRobot MAX31855库。如何安装库？
  • 打开Arduino IDE，将下面的代码上传到Arduino UNO。
  • 打开Arduino IDE的串口监控视器。
/*!
 * @file readTemp.ino
 * @brief Get probe temperature
 * @copyright   Copyright (c) 2010 DFRobot Co.Ltd (http://www.dfrobot.com)
 * @license     The MIT License (MIT)
 * @author      PengKaixing(kaixing.peng@dfrobot.com)
 * @version  V1.0.0
 * @date  2022-04-01
 * @url https://github.com/DFRobot/DFRobot_MAX31855
 */

#include <DFRobot_MAX31855.h>
#include <Wire.h>
DFRobot_MAX31855 max31855(&Wire, 0x10);

void setup()
{
  /*Set baudrate*/
  Serial.begin(9600);
  max31855.begin();
}

void loop()
{
  int stat;
  /*Read Celsius*/
  float temp = max31855.readCelsius();
  Serial.print("Temperature:");
  Serial.print(temp);
  Serial.println(" C");
  delay(1000);
}

结果

  • Arduino每隔1s向串口打印K型热电偶探头当前温度。

DFR0558_Arduino_results.png

树莓派教程

准备

  • 硬件
    • 树莓派3代B型（或类似）主控板 x 1
    • 数字K型高温传感模块 x 1
    • 铠装K型热电偶探头 x 1
    • Gravity 4P传感器连接线（或若干杜邦线） x 1

接线图

安装驱动

1.启动树莓派的I2C接口。如已开启，可跳过该步骤。
打开终端（Terminal），键入如下指令，并回车：

pi@raspberrypi:~ $ sudo raspi-config

然后用上下键选择“ 5 Interfacing Options ”, 按回车进入，选择 “ P5 I2C ”, 按回车确认“ YES ”即可。重启树莓派主控板。

2.安装Python依赖库与git，树莓派需要联网。如已安装，可跳过该步骤。
在终端中，依次键入如下指令，并回车：

pi@raspberrypi:~ $ sudo apt-get update
pi@raspberrypi:~ $ sudo pip install wiringpi

3.下载驱动库，并运行。 在终端中，依次键入如下指令，并回车：

pi@raspberrypi:~ $ git clonehttps://github.com/DFRobot/DFRobot_MAX31855.git
pi@raspberrypi:~ $ cd ~/DFRobot_MAX31855/RaspberryPi/python
pi@raspberrypi:~/DFRobot_MAX31855/RaspberryPi $ sudo python DFRobot_MAX31855.py

读取温度

  • 将模块、探头与树莓派按照连线图相连。I2C地址为固定的0x10，无需修改。
  • 在终端中，依次键入如下指令并回车，运行样例代码：

pi@raspberrypi:~/DFRobot_MAX31855/RaspberryPi/python $ cd readTemp
pi@raspberrypi:~/DFRobot_MAX31855/RaspbeeryPi/python/readTemp $ sudo python readTemp.py

结果

  • 程序每隔1s测量并打印一次K型热电偶探头当前温度。

  • DFR0558_RP3_results.png

常见问题

Q1.为什么会出现温度越高读数越低的情况，甚至还出现了负温度？

  • A. 可能为探头正负极连接相反，尝试将探头正负接头交换。

更多问题及有趣的应用，可以 访问论坛 进行查阅或发帖。

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