L'interfaccia flessibile di ZSSC3241 abilita il bridge come sensore di temperatura

Una misurazione accurata utilizzando elementi sensore richiede una misurazione precisa e locale della temperatura dell'elemento per la correzione e la compensazione in un ampio intervallo operativo. Pertanto, parte integrante della funzionalità del condizionatore di segnale del sensore (SSC) è fornire uno o più metodi per misurare la temperatura dell'elemento sensore, che in genere è un ponte resistivo o un trasduttore capacitivo.

Spesso l'elemento sensore può essere separato dall'SSC di diversi centimetri o più. In questi casi, non è possibile utilizzare in modo prevedibile un SSC per la compensazione della temperatura ed è necessario un tipo di termometro esterno che possa essere collocato insieme al sensore del ponte.

Per i ponti resistivi, il modo migliore per misurare accuratamente la temperatura del sensore senza costi o spazio aggiuntivi è utilizzare il coefficiente di temperatura del ponte stesso. Ma ciò richiede ulteriore complessità nel circuito di polarizzazione del ponte del sensore, nonché algoritmi di calibrazione più sofisticati nell'SSC per linearizzare il coefficiente di temperatura del ponte (che può presentare variazioni fino al terzo ordine).

Con ZSSC3241, la possibilità di utilizzare il coefficiente di temperatura del ponte per una misurazione accurata della temperatura del sensore è completamente integrata e supportata.

L'SSC può supportare la misurazione della temperatura utilizzando un PTAT interno, diodi o termistori esterni e utilizzando il ponte di rilevamento principale stesso come termometro. Le varie opzioni sono completamente programmabili e configurabili utilizzando la memoria interna non volatile (NVM) per prestazioni ottimali in base ai requisiti di sistema.

Lo schema a blocchi di base per ZSSC3241 mostra l'interfaccia del sensore configurabile con funzioni di polarizzazione e amplificazione nel front-end analogico. C'è anche un sensore di temperatura interno a bordo. L'ADC converte le letture del sensore e della temperatura nel dominio digitale, dove vengono eseguite tutte le funzioni di linearizzazione, correzione e compensazione della temperatura. Le uscite finali calibrate e scalate sono disponibili come rappresentazioni analogiche o varie rappresentazioni digitali.

Uno sguardo più attento al front-end analogico mostra che ci sono quattro blocchi in particolare che consentono allo ZSSC3241 di riconfigurare le misurazioni della temperatura: un multiplexer di alimentazione del sensore per passare dalla modalità di polarizzazione di corrente a quella di tensione, una sorgente di corrente di polarizzazione del sensore, un sensore di temperatura interno e un multiplexer di ingresso che seleziona tra i misurandi. Questi blocchi sono controllati da bit nella NVM etichettati sensor_sup, Tbiasout e gain_polarity.

Con questi blocchi e le opzioni di configurazione, ZSSC3241 fornisce 7 diverse modalità di misurazione della temperatura, come riepilogato nella tabella seguente. Esistono due modalità di polarizzazione principali per l'utilizzo del ponte sensore come termometro: corrente o tensione. Per ciascuno di questi tipi, è necessario un resistore in serie, Rt, per regolare la tensione di modo comune del ponte nell'intervallo corretto per l'amplificatore a guadagno programmabile interno (PGA). ZSSC3241 offre la possibilità di avere questa resistenza in serie completamente integrata in molti casi, ma potrebbe essere necessaria una certa resistenza esterna nei casi in cui i requisiti di precisione sono rigorosi.

Con la sua ampia gamma di configurazioni front-end, ZSSC3241 consente ai progettisti di ottimizzare sia l'interfaccia del sensore principale che il tipo e la posizione dei sensori utilizzati per la compensazione della temperatura, ottenendo la migliore precisione possibile con meno componenti e costi.

Per visualizzare i dettagli completi su come sono configurati i blocchi per ciascuno dei casi elencati nella Tabella 1, scaricare il white paper sulla misurazione flessibile della temperatura con ZSSC3241 abilita il bridge come sensore di temperatura.

Ulteriori informazioni per queste configurazioni, incluso l'intervallo di correnti, tensioni e valori Rt/Rt', insieme alle corrispondenti impostazioni NVM, sono disponibili nella scheda tecnica ZSSC3241.

Renesas fornisce inoltre risorse aggiuntive per lo sviluppo e la caratterizzazione dei progetti con ZSSC3241. Questi includono un kit di valutazione completo con campioni di dispositivi, note applicative e personale di supporto dedicato.