Решење за мерење температуре термопаула на основу CM1103 и CM1106

01 Увод

Када се два метална проводника од различитих материјала споју, на њиховим крајевима се ствара разлика потенцијала ако постоји разлика температуре између зглоба и референтног краја. Мерењем овог термоелектричног потенцијала, заједно са референтном температуром на крајевима проводника и карактеристичним параметрима термопаула, може се одредити стварна температура на мерењу.

Термопарови су јефтини, нуде широк опсег мерења температуре, имају једноставну структуру и лако се користе, што их чини широко примењеним у различитим индустријским окружењима. ИТС-90 стандард дефинише осам уобичајених типова термопарка заједно са одговарајућим распонима температуре.

Међу њима, најшире се користи термопар типа К. Узмимо га као пример: када се мере 270 °C, исходна напон термопаула је 6.458 mV; на температури у целој скали од 1372 °C, исходна напон је 54.886 mV. У целом опсегу мерења, излазни напон се мења за око 40 мКВ за сваку промену температуре од 1 °C.

Пошто су напони излаза термопаула изузетно мали, кондиционирање сигнала и кола за прикупљање података морају обезбедити веома високу прецизност. Поред тога, у индустријским окружењима, проводе између термопаула (ТЦ) и плоче за прикупљање података су често дуге, што може довести до значајне буке интерференције у заједничком режиму. Стога, током стицања и обраде сигнала, неопходно је извући и појачати диференцијални сигнал, минимизирајући утицај буке у заједничком режиму на измерани диференцијални сигнал.

02 CM1103 Особности

• Мало-моћни, високо прецизни, мали форм-фактор сигма-делта аналогни предњи крај АДЦ-а

• Широко примењиво за стицање сигнала за различите сензоре, укључујући температурне, оптичке, течне и гасне сензоре

• Брзина узорка до 2 кСПС са 4 канала програмираним мултиплексом

• Програмски појачач добитка (ПГА) који подржава флексибилан опсег улаза у пуном обиму од ±256 мВ до ±6,144 В

• Висока улазна импеданца већа од 1 МΩ, омогућавајући директну везу са широким спектром сензора и елиминишући потребу за додатним условљавањем сигнала и ADC вођским колама

• Резолуција без буке ниска од 7,81 μV, довољна за прецизно мерење веома малих термоелектричних напона које генеришу термопарови

• Диференцијални канал са односом одбацивања у заједничком режиму (CMRR) који прелази 100 dB, помаже у смањењу утицаја индустријских интерференција на стицање сигнала

03 Преглед решења

CM1103 нуди флексибилну конфигурацију канала, са четири улазна пина који подржавају до два диференцијална улаза или четири једнокрајна улаза. Као што је приказано у примена дијаграма, у практичним примјенама, један диференцијални канал се може користити за повезивање сензора температуре термопаула, док се други једнокрајни канал може повезати са НТЦ термистором који се налази близу хладног уједначења. ТЦ и НТЦ канали могу бити конфигурирани са независним улазним добитком и стопама узоркавања, пружајући велику погодност.

Такође нудимо још један производ, ЦМ1106, који је заснован на ЦМ1103 и додаје сензор температуре на чипу. Кроз СПИ интерфејс, температура уједињења CM1106 може се читати у реалном времену. За апликације у којима се хладно растојање налази близу АДЦ-а, избор ЦМ1106 елиминише потребу за додатним мерењем канала хладног растојања, омогућавајући већи број мерења температуре.