MAX6675 и MAX31855 — преобразователи термопары в цифровой код

MAX6675 и MAX31855 подключают термопару к микроконтроллеру напрямую: в микросхеме усилитель, датчик холодного спая и АЦП, а наружу выходит готовая температура по SPI. Обе в корпусе SO-8 с одинаковой цоколёвкой, но питаются по-разному, по-разному подключают вывод T− и выдают разный формат. Разбираем по даташитам Maxim, чем они отличаются и какую точность дают.

Обновлено 26 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Выводы
Точность
Формат данных
Как читать
Монтаж
Аналоги

Термопара даёт десятки микровольт на градус разности температур горячего и холодного спая — по даташиту MAX31855 около 41,276 мкВ/°C у типа K. Чтобы получить абсолютную температуру, нужно усилить этот сигнал, измерить температуру места, где провода термопары подключены к плате, и сложить результаты. MAX6675 и MAX31855 делают всё это внутри и отдают микроконтроллеру по SPI готовую температуру горячего спая с шагом 0,25 °C. Что такое термопара и почему её характеристика нелинейна — на отдельной странице, пересчёт ЭДС в температуру по таблицам — в калькуляторе термопары.

Коротко

MAX6675 — только тип K, 0…+1023,75 °C, 12 бит, питание 3,0–5,5 В, преобразование до 0,22 с, SPI до 4,3 МГц.
MAX31855 — исполнения K, J, N, T, E, R, S; тип K от −270 до +1372 °C, 14 бит со знаком, питание 3,0–3,6 В (предел 4,0 В), преобразование до 100 мс, SPI до 5 МГц.
Холодный спай — измеряется внутри: ошибка ±3 °C у MAX6675, ±2 °C (−20…+85 °C) у MAX31855.
Аварии — у MAX6675 только обрыв; у MAX31855 обрыв, КЗ на землю и на питание.
Корпус — SO-8, одинаковая цоколёвка; рабочая температура −20…+85 °C и −40…+125 °C.

Выводы

MAX6675 и MAX31855 в корпусе SO-8, вид сверху. Вывод 8: N.C. у MAX6675, DNC (не подключать) у MAX31855

Вывод	Обозначение	MAX6675	MAX31855
1	GND	общий провод	общий провод
2	T−	алюмелевый провод термопары K; соединить с землёй	провод «−» термопары; с землёй не соединять
3	T+	хромелевый провод термопары K	провод «+» термопары (табл. 1)
4	VCC	3,0–5,5 В, конденсатор 0,1 мкФ	3,0–3,6 В, конденсатор 0,1 мкФ
5	SCK	тактовый вход SPI	тактовый вход SPI
6	CS	выбор, активный низкий	выбор, активный низкий
7	SO	выход данных	выход данных
8	N.C. / DNC	не подключён	не подключать

Цоколёвка одинаковая, но заменить MAX6675 на MAX31855 на той же плате без доработки нельзя: другое питание, другая схема вывода T− и другой формат данных. Чертёж корпуса — на странице SOIC-8.

Точность

MAX6675 (питание 3,3 В, микросхема при 25 °C; 1 LSB = 0,25 °C):

Температура термопары	Ошибка
+700 °C	±5 LSB (±1,25 °C); при 5 В — ±6 LSB
0…+700 °C	±8 LSB (±2 °C); при 5 В — ±9 LSB
+700…+1000 °C	±17 LSB (±4,25 °C); при 5 В — ±19 LSB
Холодный спай, −20…+85 °C	±3 °C

MAX31855K (ошибка усиления и смещения, без учёта холодного спая и нелинейности термопары):

Температура термопары	Микросхема при −20…+85 °C	При −40…+125 °C
−200…+700 °C	±2 °C	—
+700…+1350 °C	±4 °C	—
−270…+1372 °C	—	±6 °C
Холодный спай	±2 °C	±3 °C

Для типов J, N, T, E, R и S у MAX31855 свои диапазоны и ошибки (с. 3 даташита): например, у J ±2 °C от −210 до +750 °C, у T ±2 °C от −270 до +400 °C. Важная оговорка Maxim: MAX31855 считает зависимость ЭДС от температуры линейной (41,276 мкВ/°C для K), а реальная термопара нелинейна, поэтому для точных измерений результат пересчитывают по таблицам — это и делает калькулятор термопары. Наш вывод: суммарная ошибка складывается из ошибки преобразователя, ошибки холодного спая и нелинейности термопары, и в худшем случае заметно больше любой из таблиц по отдельности.

Формат данных

MAX6675 — 16 бит за одно чтение, старшим битом вперёд, чтение по спаду SCK:

Биты	Содержимое
D15	всегда 0
D14–D3	температура, 12 бит, шаг 0,25 °C: T = код × 0,25 °C
D2	1 — термопара оборвана
D1	0 — признак MAX6675
D0	третье состояние

MAX31855 — 32 бита (первые 14 дают только температуру термопары):

Биты	Содержимое
D31–D18	температура термопары, 14 бит со знаком (дополнительный код), шаг 0,25 °C
D17	всегда 0
D16	1 — есть авария (любая из трёх)
D15–D4	температура холодного спая, 12 бит со знаком, шаг 0,0625 °C
D3	всегда 0
D2, D1, D0	КЗ термопары на питание, КЗ на землю, обрыв

Пример из табл. 4 даташита MAX31855: +25,00 °C — 0000 0001 1001 00, −1,00 °C — 1111 1111 1111 00. Если T+ и T− никуда не подключены, бит знака 0, а остальные 13 бит — единицы.

Как читать

MAX6675. Низкий уровень на CS останавливает идущее преобразование и выдаёт результат; новое преобразование начинается после подъёма CS и длится до 0,22 с. Отсюда наш вывод о периоде опроса не чаще раза в 0,25 с.
MAX31855. Преобразования идут непрерывно в фоне (до 100 мс каждое), данные обновляются, только пока CS в единице; CS можно поднять в любой момент чтения. После включения питания первый результат может быть неверным — даташит требует подождать 200 мс.
SPI. Обе микросхемы только передают, вывода MOSI нет; MAX6675 — до 4,3 МГц, MAX31855 — до 5 МГц, высокий и низкий уровень SCK не короче 100 нс. Первый бит появляется на SO после спада CS, каждый следующий — не позже 100 нс (MAX6675) и 40 нс (MAX31855) после спада SCK; MAX6675 даташит предлагает читать биты по спаду. Подробнее о режимах — в статье «SPI».

Монтаж

Maxim предупреждает, что точность зависит от того, насколько температура микросхемы совпадает с температурой холодного спая: рядом нельзя ставить греющиеся детали, а большой полигон земли уменьшает самонагрев. Остальные советы из даташита MAX6675: блокировочный конденсатор 0,1 мкФ у вывода питания, удлинительный провод — витая пара и только там, где нет перепада температуры, провода термопары подальше от источников помех. Для температур до +125 °C термопара избыточна — цифровой датчик вроде DS18B20 проще и точнее.

Аналоги

Maxim в даташитах прямых замен не называет. Другие способы измерить термопару — инструментальный усилитель с отдельным датчиком холодного спая и АЦП; обзор датчиков температуры и выбор между термопарой, термосопротивлением и цифровыми датчиками — в статье «Датчики температуры».

Частые вопросы

Чем MAX31855 отличается от MAX6675?

MAX6675 работает только с термопарой K, от 0 до 1023,75 °C, питается от 3,0–5,5 В и выдаёт 12-битный код без знака в 16-битном слове. MAX31855 выпускается под термопары K, J, N, T, E, R и S (буква в конце обозначения), меряет и отрицательные температуры — у типа K от −270 °C, — выдаёт 14-битный код со знаком, отдельно температуру холодного спая и три признака аварии, но питается только от 3,0–3,6 В.

Можно ли MAX6675 питать от 3,3 В?

Да, диапазон питания MAX6675 — 3,0–5,5 В, и при 3,3 В даташит даже указывает чуть меньшую ошибку, чем при 5 В. Входы SPI видят единицу от 0,7 · VCC, поэтому уровни микроконтроллера должны совпадать с питанием MAX6675.

Нужно ли соединять вывод T− с землёй?

У MAX6675 — да: Maxim требует заземлить T− как можно ближе к выводу GND, иначе не работает обнаружение обрыва термопары. У MAX31855 — нет: даташит прямо пишет не подключать T− к земле, микросхема сама подключает его к внутренней опоре и проверяет замыкания термопары на землю и на питание. Термопара, касающаяся заземлённого корпуса, даст у MAX31855 аварию «КЗ на землю».

Как часто можно читать температуру с MAX6675?

Преобразование длится 0,17 с типично и до 0,22 с. Низкий уровень на CS сразу останавливает текущее преобразование, а новое начинается после возврата CS в единицу. Наш вывод: если опрашивать чаще чем раз в 0,22 с, микросхема не успеет закончить измерение и будет выдавать старое значение — разумный период опроса 0,25 с и больше.

Источники

Maxim Integrated (Analog Devices). MAX6675 Cold-Junction-Compensated K-Thermocouple-to-Digital Converter (0°C to +1024°C) (19-2235, Rev 3, 6/21) — архивная копия официального файла (Wayback, ноябрь 2025); с. 1 — возможности, выводы SO-8, типовая схема; с. 2–3 — предельные режимы, характеристики (ошибка в LSB при 3,3 и 5 В, 10,25 мкВ/LSB, ошибка холодного спая ±3 °C, питание 3,0–5,5 В, ток 0,7/1,5 мА, время преобразования 0,17/0,22 с, тайминги SPI до 4,3 МГц); с. 4–5 — компенсация холодного спая, назначение выводов, формат 16 бит, бит D2 обрыва, T− на землю, рекомендации по монтажу
Maxim Integrated (Analog Devices). MAX31855 Cold-Junction Compensated Thermocouple-to-Digital Converter (19-5793, Rev 5, 1/15) — архивная копия официального файла (Wayback, февраль 2026); с. 1 — возможности; с. 2 — предельные режимы (питание до 4,0 В), питание 3,0–3,6 В, уровни, ток 900/1500 мкА, θJA 170 °C/Вт; с. 3 — ошибки по типам K, J, N, T, E, R, S, ошибка холодного спая, время 70/100 мс, SPI до 5 МГц; с. 6–7 — выводы (T− не соединять с землёй), табл. 1 — провода и чувствительности; с. 8–9 — обнаружение обрыва и КЗ, формат 32 бит, табл. 2–5

Нашли ошибку?