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- ELETTRONICA OGGI 438 - LUGLIO/AGOSTO 2014
ANALOG/MIXED SIGNAL
SENSORI
ratura, che viene successivamente convertita in una corrente
4-20 mA dal generatore della corrente d’anello. Le variazioni
di temperatura modificano il valore della resistenza dell’RTD.
Quando l’RTD viene utilizzato in una configurazione a ponte
di Wheatstone (Fig. 3) genera una tensione di uscita differen-
ziale. La tensione di eccitazione del ponte è impostata a 3,3V;
la resistenza R5, visibile in figura 3, è utilizzata come resistore
di polarizzazione per spostare l’uscita del ponte nel punto di
mezzo dell’intervallo (middle range), in quanto si tratta di un
ponte non bilanciato. Poiché la temperatura varia tra -100 °C e
+100 °C, ai capi dell’uscita del ponte di Wheatstone si osserva
un’oscillazione della tensione differenziale di circa 80 mV.1
Anche la tensione di riferimento del convertitore A/D è impo-
stata a 3,3V. Di conseguenza, al fine di adattare l’intervallo di
fondo scala del convertitore A/D, l’uscita del ponte di Whe-
atstone è amplificata per mezzo di un amplificatore differen-
ziale con un guadagno pari a 50. I ponticelli (jumper) J4 e J5
della scheda permettono di utilizzare lo stadio amplificatore
per migliorare il range dinamico del convertitore A/D nel caso
l’intervallo di temperatura sia piccolo (ad esempio da -100 °C
a +100 °C) o per escluderlo nel caso di un ampio intervallo di
temperatura (ad esempio da -200 °C a +830 °C).
La funzione di trasferimento della termoresistenza PT1000 e
del ponte di Wheatstone è di tipo non lineare nell’intervallo
Fig. 3 – Il front-end del sensore e lo stadio di guadagno dell’amplificatore con guadagno differenziale pari a 50
Fig. 4 – La compensazione dell’errore di linearizzazione è calcolata utilizzando la linea di tendenza polinomiale in uno spreadsheet
T
R
-100
602.600
-90
643.000
-80
683.300
-70
723.300
-60
763.300
-50
803.100
-40
842.700
-30
882.200
-20
921.600
-10
960.900
0
1000.00
10
1039.000
20
1077.900
30
1116.700
40
1155.400
50
1194.000
60
1232.400
70
1270.800
80
1309.000
90
1347.100
100
1385.100
