Čeprav je temperatura temeljni vidik našega življenja, jo je težko natančno izmeriti. Še preden je nastopila doba sodobne elektronike, je Galileo izumil zasnovo termometra, ki je lahko zaznal spremembe temperature. Dvesto let kasneje je Seebeck odkril termoelement, napravo, ki lahko generira napetost v odvisnosti od temperaturnih gradientov v različnih kovinah.
Danes se v ta namen uporabljajo tako termočleni kot tudi elementi s temperaturno odvisno upornostjo (RTD-ji in termistorji), ter seveda polprevodniški elementi (diode), ki se običajno uporabljajo za električno merjenje temperature. Medtem, ko so metode za ekstrakcijo temperature teh elementov dobro znane, pa je za natančno merjenje temperature, ki bi bilo boljše od 0,5°C ali celo 0,1°C natančnosti še vedno pravi izziv (glej sliko 1).
Digitalizacije teh osnovnih senzorskih elementov zahteva strokovno znanje s področja načrtovanja analognih vezij, načrtovanja digitalnih vezij in razvoja firmware programske opreme. V LTC2983 ohišju je to strokovno znanje shranjeno v enem samem čipu in ponuja rešitev za vsak edinstven izziv, povezane s termoelementi, RTD-ji, termistorji in diodami. Združuje vse potrebno analogno vezje za vsako vrsto senzorjev skupaj z merilnimi algoritmi za temperaturo in linearizacijo podatkov, s čemer je omogočeno neposredno merjenje temperature z vsakim posameznim senzorjem in dobivati izhodni rezultat v stopinjah C.
Pregled termoelementov
Termoelementi ustvarijo napetost v odvisnosti od temperaturne razlike med konico (temperatura termočlena) in električne povezave na tiskanem vezju (mrzel spoj, Cold junction). Da bi določili temperaturo termočlena, je potrebno natančno merjenje temperature hladne točke; to je znano kot kompenzacija hladnega spoja. Temperatura hladnega spoja se navadno določi z dajanjem ločenega senzorja temperature (ki ni na osnovi termočlena) v točki hladnega spoja. LTC2983 omogoča, da se za merjenje temperature hladnih spojev lahko uporabijo diode, RTD-ji in termistorji. Za pretvorbo izhodne napetosti s termočlenom v rezultat v obliki temperature je potrebno (s pomočjo tabele ali matematične funkcije) rešiti polinomsko enačbo (tudi do 14. reda) za izmerjene napetosti in temperature hladnega spoja. LTC2983 ima te polinome vgrajene v vseh 8 standardnih termoelementov (J, K, N, E, R, S, T, in B) kot tudi v sprogramirane uporabniške podatkovne tabele za posebne uporabniške termoelemente. LTC2983 hkrati meri napetost na termočlenu in temperaturo hladne točke in opravlja vse potrebne izračune, da lahko sporoča temperaturo termoelementa v stopinjah C.
Merjenje temperature z natančnim pretvornikom
Linear Technology
2015_SE234_8
