EO_448

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T SENSOR

- ELETTRONICA OGGI 448 - SETTEMBRE 2015

riferimento di 10 ppm/°C MAX (Fig. 3). La tensione di uscita di

una termocoppia può anche scendere a valori inferiori a massa

quando l’estremità è esposta a temperature inferiori alla tem-

peratura della giunzione fredda. Ciò complica i sistemi, costrin-

gendo ad aggiungere un secondo alimentatore a tensione ne-

gativa o un circuito di traslazione del livello d’ingresso. LTC2983

incorpora un front-end proprietario in grado di digitalizzare i

segnali a tensione inferiore a massa su un singolo alimentatore il

cui riferimento è a massa.

Oltre a poter eseguire misure di alta precisione, i circuiti della

termocoppia devono offrire reiezione del rumore, protezione

dell’ingresso e filtri anti-aliasing. LTC2983 presenta un’elevata

impedenza d’ingresso: la corrente d’ingresso massima è mino-

re di 1 nA. Accetta resistori di protezione esterni e condensa-

tori di filtraggio senza introdurre errori aggiuntivi, e

include un filtro digitale su chip con reiezione di 75

dB sia a 50 Hz sia a 60 Hz. La rilevazione dei guas-

ti è una caratteristica importante di molti sistemi di

misura a termocoppia. Il guasto più frequente è un

circuito aperto (termocoppia spezzata o scollegata).

Tradizionalmente, per determinare questo tipo di

guasto si applicano generatori di corrente o resistori

di pull-up all’ingresso della termocoppia; il problema

di questo approccio è che questi segnali indotti caus-

ano errori e rumore, oltre a interagire con i circuiti di

protezione dell’ingresso. LTC2983 include un circuito

di rilevazione di circuiti aperti che controlla se la ter-

mocoppia è spezzata subito prima del ciclo di misu-

ra; in questo caso, i resistori/le correnti di eccitazione

del circuito aperto non influiscono sulla precisione

della misura. LTC2983 indica anche guasti risalenti al

sensore della giunzione fredda. Inoltre, può rilevare e

segnalare eventi di scarica elettrostatica, oltre a ritor-

nare allo stato di funzionalità precedente a questi, che

possono verificarsi quando in ambienti industriali si

impiegano connessioni lunghe per i sensori. Infine,

quando segnala il guasto, LTC2983 indica se la tem-

peratura misurata è sopra o sotto l’intervallo previsto

per la specifica termocoppia.

Panoramica sui diodi

I diodi sono economici dispositivi a semiconduttore

utilizzabili come sensori di temperatura; il loro im-

piego tipico è come sensori della giunzione fredda

di una termocoppia. Quando a un diodo viene appli-

cata una corrente di eccitazione, si genera una ten-

sione in funzione della temperatura e della corrente

applicata. Se al diodo si applicano due generatori

di corrente di eccitazione perfettamente adattati di

rapporto noto, l’uscita è una tensione proporzionale alla tempera-

tura secondo una costante nota.

Aspetti importanti nell’uso dei diode

Per generare una tensione proporzionale alla temperatura se-

condo una costante nota, sono necessari due generatori di cor-

rente perfettamente adattati di rapporto noto (Fig. 4). LTC2983

genera con precisione questo rapporto tramite un’architettura di

sovracampionamento delta sigma.

I diodi e i cavi di connessione al convertitore A/D presentano ef-

fetti parassiti ignoti. LTC2983 impiega una modalità di misura a 3

correnti che rimuove le resistenze parassite dei cavi. Vari produt-

tori di diodi specificano fattori di non idealità per differenti diodi.

LTC2983 consente la programmazione individuale del fattore di

Fig. 2 – Problemi nella progettazione di un sistema di misura a termocoppia

Fig. 3 – Misura di temperatura con termocoppia tramite compensazione della giunzio-

ne fredda con diodo