01 引言

將兩種不同材料的金屬導體連接在一起，當端部和連接點存在溫差時，兩金屬導體端部會產生電勢差。通過獲取導體間的電勢差，兩金屬導體端部的參考溫度，再結合熱電偶的特征參數，即可求得測量端的實際溫度。
熱電偶價格便宜，測溫范圍優越，構造簡單，使用方便，在各類工業場景中被廣泛應用。ITS-90標準中規定了8種常見的熱電偶類型及其測量溫度范圍。

其中，K型熱電偶是使用最為廣泛的熱電偶類型，以它為例：當測量-270℃時，熱電偶的輸出電壓位-6.458mV；而測量1372℃正滿量程溫度時，其輸出電壓位54.886mV；在其整個測量范圍內，溫度每變化1℃，輸出電壓變化40uV。

由于熱電偶輸出電壓信號微弱，信號處理和采集電路往往需要極高的精度。又由于工業現場，TC熱電偶到數據采集板卡之間的引線較長，往往會在信號上疊加較大的共模干擾噪聲，因此信號采集處理的時候就需要在提取并放大差分信號的同時，盡量抑制共模噪聲對于被測差分信號的影響。

02 CM1103功能特性

◆ 低功耗，高精度，小體積的sigma-delta ADC模擬前端

◆ 可以廣泛應用在溫度，光學，液體，氣體等各類傳感器的信號采集

◆ 具有最高2kSPS的采樣速率，4通道輪詢可編程

◆ 可編程增益放大器，能夠實現±256mV到±6.144V滿量程輸入范圍的靈活可配置

◆ 超過1M 歐姆的高輸入阻抗，便于ADC直接連接各類傳感器，免去了額外的傳感器調理和ADC驅動電路

◆ 最低可達7.81uV的無噪聲采樣精度，足以實現熱電偶傳感器微弱電勢差的精準測量

◆ 差分通道超過100dB的共模抑制比，也有利于降低工業現場干擾對于信號采集的影響

03 方案介紹

CM1103具有靈活的通道配置，4個輸入端口支持最多2路差分信號或者4路單端信號輸入。如下圖所示，實際應用中，可以使用一路差分通道連接熱電偶溫度傳感器，而用另外一路單端通道連接貼近冷端放置的NTC熱敏電阻。TC和NTC兩個通道可以配置各自的輸入增益和采樣速率，非常便利。

士模微電子另一款產品CM1106在CM1103的基礎上，增加了片上溫度傳感器；通過SPI接口，能夠實時讀取CM1106的結溫。對于冷端靠近ADC的應用場景，選用CM1106可以省去一個額外的冷端測量通道，實現更高的溫度通道數。