熱電偶利用熱電原理進行溫度測量。其中，直接用作測量介質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）。

常用的K型熱電偶實物如圖1所示，它可以直接測量各種生產中從0℃到1300℃范圍的液體蒸汽和氣體介質以及固體的表面溫度。

熱電偶實際上是一種能量轉換器，它將熱能轉換為電能，用所產生的熱電勢測量溫度。

熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度高，穩定性和均勻性較好，抗氧化性能強，價格便宜等優點，所以在工業應用中使用非常廣泛。

熱電偶測量端的實際溫度由冷端溫度和測量端溫度構成，它們的關系為

熱電偶測量端的溫度 = 冷端溫度 + 測量端溫度。

在本方案中，測量端和冷端的溫度都用CS1237(ADC轉換芯片)來測量。

其中，冷端溫度直接使用CS1237內部的溫度傳感器來測量，該溫度傳感器的誤差約為3°左右。

在使用CS1237內部的溫度傳感器時，需要將其內部的配置寄存器的通道選擇位ch_sel[1:0]配置為2’b10 ，此時ADC模擬信號輸入接到內部溫度傳感器，其它的模擬輸入信號無效。

ADC 通過測量內部溫度傳感器輸出的電壓差來推導出實際的溫度值。當ch_sel[1:0]=2’b10 時，ADC只支持PGA=1。

溫度傳感器需要進行單點校正。校正方法為：在某個溫度點A下，使用溫度傳感器進行測量得到碼值Ya。

那么其他溫度點B對應的溫度= Yb*(273.15+A)/Ya-273.15 (1)

A點的溫度單位是攝氏度。Ya是A點對應的溫度碼值。Yb是B點對應的溫度碼值。

比如，在溫度點29.1°C下，Ya = 0xc1c29,那么溫度點B對應的溫度為

那么其他溫度點B對應的溫度= Yb*(273.15+29.1)/0xc1c29-273.15

所以要想測出任意時刻的冷端溫度，需要先在某一個確定的溫度下，讀出溫度數值，并代入式(1)對CS1237內部的溫度傳感器進行單點校正。

設計精度高、性能優良而又價格低廉的工業測溫方案，國產的CS1237可能是一個比較好的選擇。近期，我們將和正點原子一起推出一期全面而深入的國產高精度溫控器的設計與實現方案的學習，詳情可以看正點原子的公眾號。

在該方案中，我們將對冷端溫度的跳變、最終溫度校正進行詳細的介紹，考慮到modbus在工業應用中的廣泛應用，我們還在該方案中給出了modbus的RTU通信的詳細實現，當然，還包含了困擾大家的freemodbus的移植。測溫的目的是控溫。