CM1103 ve CM1106 Temeli Üzerine Termokupl Sıcaklık Ölçüm Çözümü

01 Giriş

Farklı malzemelerden yapılan iki metal iletken birleştirildiğinde, eklem yerleri ile referans ucu arasında bir sıcaklık farkı varsa, uçlarında bir potansiyel farkı üretilir. Bu termoelektrik potansiyelin, iletken uçlarındaki referans sıcaklık ve termoçiftin karakteristik parametreleri ile birlikte ölçülmesi, ölçüm eklem noktasındaki gerçek sıcaklığın belirlenmesini sağlar.

Termoçiftler ucuzdur, geniş bir sıcaklık ölçüm aralığı sunar, basit bir yapıya sahiptir ve kullanımı kolaydır, bu yüzden çeşitli endüstriyel ortamlarda yaygın olarak kullanılır. ITS-90 standardı, yaygın sekiz termoçift türünü ve bunlara karşılık gelen sıcaklık aralıklarını tanımlar.

Bunlardan, K-tipi termoçift en yaygın kullanılanıdır. Bir örnek olarak: –270 °C ölçülürken termoçift çıkış voltajı –6,458 mV'dir; ölçeğin tamamında, yani 1372 °C'de çıkış voltajı 54,886 mV'dir. Ölçüm aralığının tamamında, sıcaklıkta her 1 °C'lik değişim için çıkış voltajı yaklaşık olarak 40 µV değişir.

Termoçift çıkış voltajları çok küçük olduğu için sinyal işleme ve veri edinim devreleri çok yüksek doğruluk sağlamalıdır. Ayrıca endüstriyel ortamlarda, termoçift (TC) ile veri edinim kartı arasındaki kablolar genellikle uzun olabilir ve bu da önemli düzeyde ortak kipli girişim gürültüsüne neden olabilir. Bu yüzden sinyal edinimi ve işlenmesi sırasında diferansiyel sinyal çıkarılmalı ve kuvvetlendirilmeli, aynı zamanda ortak kipli gürültünün ölçülen diferansiyel sinyal üzerindeki etkisi en aza indirilmelidir.

02 CM1103 Özellikleri

• Düşük güç tüketimli, yüksek doğruluklu, küçük boyutlu sigma-delta ADC analog ön uç

• Sıcaklık, optik, sıvı ve gaz sensörleri dahil olmak üzere çeşitli sensörler için sinyal alımına geniş ölçüde uygulanabilir

• 4 kanallı programlanabilir çoklama ile örnekleme hızı 2 kSPS'ye kadar

• ±256 mV'den ±6,144 V'a kadar esnek tam ölçekli giriş aralıklarını destekleyen programlanabilir kazançlı amplifikatör (PGA)

• 1 MΩ'dan büyük yüksek giriş empedansı, bir dizi sensöre doğrudan bağlanmaya izin verir ve ek sinyal koşullandırma ile ADC sürücü devrelerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır

• Termokupllar tarafından üretilen çok küçük termoelektrik gerilimlerinin doğru bir şekilde ölçülmesi için yeterli olan ve 7,81 µV'a kadar düşebilen gürültüsüz çözünürlük

• Diferansiyel kanal ortak kip reddetme oranı (CMRR) 100 dB'den fazla, sinyal akquisition üzerindeki endüstriyel girişimin etkisini azaltmaya yardımcı olur

03 Çözüm Genel Bakış

CM1103, dört giriş piniyle iki diferansiyel giriş veya dört tek uçlu girişe kadar destekleyen esnek kanal yapılandırması sunar. Şekilde gösterildiği gibi uygulama pratik uygulamalarda, bir diferansiyel kanal termokupl sıcaklık sensörüne bağlanabilirken, diğer tek uçlu kanal soğuk uç yakınına yerleştirilen bir NTC termistöre bağlanabilir. TC ve NTC kanalları, bağımsız giriş kazançları ve örnekleme hızları ile yapılandırılabilir, büyük kolaylık sağlar.

Ayrıca, CM1103'e dayalı olan ve üzerinde bir sıcaklık sensörü eklenmiş olan CM1106 adlı başka bir ürün de sunmaktayız. SPI arayüzü üzerinden, CM1106'nın düğüm sıcaklığı gerçek zamanlı olarak okunabilir. Soğuk uç ADC'ye yakın konumda olan uygulamalar için CM1106 seçmek, ek soğuk uç ölçüm kanalına olan gereksinimi ortadan kaldırarak daha fazla sıcaklık ölçüm kanalı kullanılmasını mümkün kılar.