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T SENSOR
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- 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