Solusi Pengukuran Suhu Termokopel Berdasarkan CM1103 dan CM1106

01 Pengantar

Ketika dua konduktor logam yang terbuat dari bahan berbeda digabungkan, beda potensial dihasilkan di ujungnya jika terdapat perbedaan suhu antara sambungan dan ujung referensi. Dengan mengukur potensial termoelektrik ini, bersama dengan suhu referensi di ujung konduktor dan parameter karakteristik termokopel, suhu aktual pada sambungan pengukuran dapat ditentukan.

Termokopel murah, menawarkan rentang pengukuran suhu yang luas, memiliki struktur sederhana, dan mudah digunakan, sehingga banyak diterapkan di berbagai lingkungan industri. Standar ITS-90 mendefinisikan delapan jenis termokopel umum beserta rentang suhunya yang sesuai.

Di antaranya, termokopel tipe K adalah yang paling luas digunakan. Sebagai contoh: saat mengukur –270 °C, tegangan keluaran termokopel adalah –6.458 mV; pada suhu skala penuh 1372 °C, tegangan keluaran adalah 54.886 mV. Sepanjang seluruh rentang pengukurannya, tegangan keluaran berubah sekitar 40 µV untuk setiap perubahan suhu 1 °C.

Karena tegangan keluaran termokopel sangat kecil, sirkuit pengondisian sinyal dan akuisisi data harus memberikan presisi yang sangat tinggi. Selain itu, dalam lingkungan industri, kabel penghubung antara termokopel (TC) dan papan akuisisi data sering kali panjang, yang dapat menimbulkan gangguan noise mode-umum yang signifikan. Oleh karena itu, selama akuisisi dan pemrosesan sinyal, perlu untuk mengekstraksi dan memperkuat sinyal diferensial sekaligus meminimalkan dampak gangguan mode-umum terhadap sinyal diferensial yang diukur.

02 CM1103 Fitur

• Analog front end ADC sigma-delta presisi tinggi, berdaya rendah, dan berbentuk kecil

• Dapat diterapkan secara luas untuk akuisisi sinyal dari berbagai sensor, termasuk sensor suhu, optik, cairan, dan gas

• Laju pengambilan sampel hingga 2 kSPS dengan multiplexing terprogram 4 saluran

• Penguat gain terprogram (PGA) yang mendukung rentang masukan skala penuh fleksibel dari ±256 mV hingga ±6.144 V

• Impedansi masukan tinggi lebih dari 1 MΩ, memungkinkan koneksi langsung ke berbagai macam sensor dan menghilangkan kebutuhan akan rangkaian pengkondisian sinyal tambahan serta rangkaian driver ADC

• Resolusi bebas noise serendah 7,81 µV, cukup untuk pengukuran akurat tegangan termoelektrik kecil yang dihasilkan oleh termokopel

• Rasio penolakan mode-umum (CMRR) pada saluran diferensial melebihi 100 dB, membantu mengurangi dampak interferensi industri terhadap akuisisi sinyal

03 Gambaran Solusi

CM1103 menawarkan konfigurasi saluran yang fleksibel, dengan empat pin masukan yang mendukung hingga dua masukan diferensial atau empat masukan single-ended. Seperti ditunjukkan dalam aplikasi dalam diagram, pada aplikasi praktis, satu saluran diferensial dapat digunakan untuk menghubungkan sensor suhu termokopel, sementara saluran lain yang single-ended dapat dihubungkan ke termistor NTC yang ditempatkan dekat dengan sambungan dingin. Saluran TC dan NTC dapat dikonfigurasikan dengan penguatan masukan dan laju pengambilan sampel yang independen, memberikan kenyamanan yang besar.

Kami juga menawarkan produk lain, yaitu CM1106, yang didasarkan pada CM1103 dan menambahkan sensor suhu on-chip. Melalui antarmuka SPI, suhu sambungan CM1106 dapat dibaca secara nyata. Untuk aplikasi di mana sambungan dingin berada dekat dengan ADC, pemilihan CM1106 menghilangkan kebutuhan akan saluran pengukuran sambungan dingin tambahan, memungkinkan jumlah saluran pengukuran suhu yang lebih tinggi.