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T SENSOR
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- ELETTRONICA OGGI 448 - SETTEMBRE 2015
non idealità di ciascun diodo. Poiché vengono misurate tensioni
assolute, il valore e la deriva della tensione di riferimento del con-
vertitore A/D sono cruciali; LTC2983 include un riferimento di 10
ppm/°C Max regolato in fabbrica.
LTC2983 genera automaticamente le correnti in rapporto noto,
misura la tensione risultante del diodo, calcola la temperatura uti-
lizzando il fattore di non idealità programmato e mostra i risultati
in gradi Celsius. Può essere impiegato anche come sensore della
giunzione fredda per termocoppie. Se il diodo è spezzato, in cor-
tocircuito o inserito erroneamente, LTC2983 rileva questo guasto
e lo indica sia nella parola di uscita del risultato della conversione
sia nel corrispondente risultato relativo alla termocoppia, se è sta-
to impiegato per misurare la temperatura della giunzione fredda.
Panoramica sulle RTD
Le termoresistenze o RTD (Resistance Temperature Detector)
sono resistori la cui resistenza varia in funzione della tempera-
tura. Per eseguire una misura con uno di questi
dispositivi, in serie alla RTD viene collegato
un resistore di rilevazione di resistenza nota
e bassa deriva; si applica quindi una corrente
di eccitazione alla rete e si esegue una misu-
ra raziometrica; in base a questo rapporto si
può determinare il valore in ohm della RTD e
da questo, consultando un’apposita tabella, la
temperatura della termoresistenza. LTC2983
genera automaticamente la corrente di ecci-
tazione, misura simultaneamente la tensione
del resistore di rilevazione e della RTD, calcola
la resistenza di quest’ultima e mostra il risul-
tato in gradi Celsius. Le RTD permettono di
eseguire misure in un ampio intervallo di tem-
perature, da -200 °C fino a 850 °C. LTC2983
può digitalizzare i valori corrispondenti alla
maggior parte dei diversi tipi di RTD (PT-10, PT-
50, PT-100, PT-200, PT-500, PT-1000 e NI-
120) e
incorpora coefficienti relativi a molti standard
(statunitensi, europei, giapponesi e ITS-90)
nonché dati di tabelle programmabili dall’utente
per RTD personalizzate.
Aspetti importanti nell’uso delle RTD
La resistenza di una tipica RTD PT100 (Fig. 5) va-
ria meno di 0,04
Ω
per decimo di grado Celsius,
corrispondente a un livello di segnale pari a 4
µ
V per una corrente di eccitazione pari a 100 µA.
Bassi valori del rumore dell’offset del convertitore
A/D sono cruciali per eseguire misure precise. La
misura è raziometrica rispetto al resistore di rile-
vazione; tuttavia, i valori assoluti della corrente di
eccitazione e della tensione di riferimento non sono importanti
quando si calcola la temperatura. Tradizionalmente, la misura
raziometrica fra la RTD e il resistore di rilevazione viene eseguita
con un solo convertitoreA/D: la caduta di tensione sul resistore di
rilevazione viene utilizzata come ingresso di riferimento del con-
vertitore A/D quando si misura la caduta di tensione sulla RTD.
Questa architettura comporta l’uso di resistori di rilevazione di
resistenza uguale o maggiore di 10 K
Ω
, che richiedono dei buffer
per prevenire una riduzione della tensione causata dalle correnti
dinamiche d’ingresso di riferimento del convertitoreA/D. Poiché il
valore del resistore di rilevazione è cruciale, questi buffer devono
presentare bassi livelli di offset, deriva e rumore. Questa architet-
tura rende difficile ruotare generatori di correnti per eliminare
gli effetti di termocoppie parassite. Gli ingressi di riferimento del
convertitore A/D delta sigma sono molto più sensibili al rumore
rispetto agli ingressi, e piccoli valori della tensione di riferimento
possono causare instabilità. Tutti questi problemi vengono risolti
Fig. 4 – Problemi nella progettazione di un sistema di misura con diodo
Fig. 5 – Problemi nella progettazione di un sistema di misura con RTD