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- ELETTRONICA OGGI 429 - LUGLIO/AGOSTO 2013
dove T è la temperatura in Kelvin, IS è un fattore ‘process-
dependent’ nell’ordine di 10
–13
A,
d
è il fattore di idealità del
diodo, k è la costante di Boltzmann e q è la carica elettronica:
Questa equazione ha una relazione tra temperatura e ten-
sione, che dipende dalla variabile IS ‘process-dependent’.
Misurando lo stesso diodo (con lo stesso valore IS) con due
correnti diverse si ottiene un’espressione che è indipendente
da IS. Il valore nel termine di logaritmo naturale diventa il
rapporto tra le due correnti che è indipendente dal processo:
La resistenza in serie con il diodo remoto provoca un errore
di temperatura positivo aumentando la tensione misurata con
ogni corrente di prova. La tensione composita è uguale a:
dove RS è la resistenza in serie. LTC2997 corregge questo
termine di errore dal segnale del sensore sottraendo una ten-
sione di annullamento (Fig. 3a). Un circuito di estrazione della
resistenza utilizza un’altra
corrente di misurazio-
ne (I3) per determinare
la resistenza in serie nel
percorso di misura. Una
volta determinato il valore
corretto del resistore, VCANCEL è uguale a VERROR. A que-
sto punto il segnale in ingresso del convertitore temperatura-
tensione è privo
di errori dovuti
alla resistenza in
serie e la tempe-
ratura del sensore
può essere rilevata
mediante le cor-
renti I1 e I2. Una
resistenza in serie
fino a 1k causa
generalmente un
errore di tempe-
ratura inferiore a
1°C, come indicato
nella figura 3b; per
questo l’LTC2997 è
il dispositivo ideale per leggere i sensori del diodo che si tro-
vano a parecchi metri di distanza dal sistema di gestione della
temperatura. In effetti la distanza massima è limitata più dalla
capacità di linea che dalla capacità di resistenza. Capacità
maggiori di 1nF iniziano a influire sull’impostazione della
tensione del sensore con le diverse correnti di rilevamento
e quindi introduce altri errori di lettura della temperatura. Ad
esempio, un cavo CAT 6 di 10m di lunghezza ha una capacità
di circa 500pF.
A differenza di molti sensori remoti, LTC2997 rileva con
precisione le variazioni di temperatura avendo un tempo di
aggiornamento breve (3,5ms) e un valido algoritmo di misura-
zione, nonostante le variazioni di temperatura, anche durante
un intervallo di misurazione. Nella figura 4 si vede la rispo-
sta di fase del sensore interno dell’LTC2997 quando l’intero
dispositivo viene immerso nell’acqua bollente dopo essere
rimasto in acqua ghiacciata.LTC2997 presenta molti vantaggi
rispetto ai dispositivi digitali equivalenti se utilizzato in loop
di regolazione della temperatura. Un tempo di risposta velo-
DIGITAL
SENSORI DI TEMPERATURA
Fig. 3 - Annullamento resi-
stenza in serie (a. Diagramma
a blocchi semplificato - b.
Errore temperatura vs resi-
stenza in serie)
Fig. 4 - Risposta fase termica sensore interno
dell’LTC2997
Fig. 5 - Controller riscaldatore PWM analogico 75°C
