2 硬件电路设计
在测量过程中，热电偶产生的一般是相对于冷端的温差电动势。工业标准一般规定冷端的温度为0℃。而在实际使用中，将冷端放入冰水混合物中并不方便。如果本地温度不为0℃，则温差电动势就可能偏大或偏小。因此，实际电路通常需要对温差电动势进行温度补偿。本系统采用AD7416来测量本地温度，并根据分度表计算出对应的补偿电压。其真实温度的温差电动势等于测得的电动势与补偿电压之差。
该便携式低功耗、高精度数字温度计的整个系统由四部分组成：第一是热电偶；第二是AD7705、AD589组成的数据采集电路，其中A／D转换电路的作用是将热电偶产生的热电动势转换为数字信号；第三部分是AD7416，由它可测量冷端温度，并由此计算出补偿电压；第四部分是MSP430F413和六位笔段式液晶显示器组成的控制和显示电路。具体的电路原理图如图1所示。为了达到低功耗高精度之目的，本设计方案中所选的芯片都具有低功耗模式，可以在测量间隙工作于省电模式。下面对各部分电路加以具体说明。
2．1热电偶
本设计中选用K型或J型镍铬－铜镍（康铜）热电偶。它们比较适用于氧化及弱还原性环境中的测温系统，其测温范围为－200℃～1000℃，热电动势范围为－9．835mV～76．358mV，由于这些热电偶具有稳定性好，灵敏度高，价格低廉等优点，因而非常适合于便携式测温仪表的使用。图2为镍铬－铜镍（康铜）热电偶的热电动势－温度曲线，经过分析，其准确度可达±0．1℃，在－150℃时，其灵敏度可达38μV／℃。
4 结束语
该系统的精度和分辨率主要取决于传感器及A／D芯片的精度和分辨率。由于应用中使用数字化不可能完全消除误差，因此，测量温度时还要注意消除由冷端温度或冷端补偿产生的误差以及连接补偿导线的误差，同时应注意电路误差和由于噪声、绝缘电阻、热电阻等引起的误差等。根据实际需要，可采用高稳定性的热电偶和精度为1℃的本地温度传感器，这样可以在一定的温度范围内提高精度。
本系统以MSP430F413、AD7705为核心实现了低功耗高精度便携式温度计的设计。对于便携式仪器，本设计实现了低成本宽测温范围条件下的低功耗高精度要求，具有一定的实用价值。目前此电路已投入应用，实践表明，整个便携式低功耗高精度数字温度计使用方便，工作稳定，待机时间长，具有广阔的应用前景。
