La interfaz flexible del ZSSC3241 habilita el puente como sensor de temperatura

La medición precisa con elementos sensores requiere una medición precisa y local de la temperatura del elemento para su corrección y compensación en un amplio rango operativo. Por lo tanto, una parte integral de la funcionalidad del acondicionador de señal del sensor (SSC) es proporcionar uno o más métodos para medir la temperatura del elemento sensor, que suele ser un puente resistivo o un transductor capacitivo.

A menudo, el elemento sensor puede estar separado del SSC por varios centímetros o más. En estos casos, no se puede usar un SSC de manera predecible para la compensación de temperatura y se necesita algún tipo de termómetro externo que se pueda ubicar junto con el sensor del puente.

Para puentes resistivos, la mejor forma de medir la temperatura del sensor con precisión sin costo adicional ni espacio es usar el coeficiente de temperatura del propio puente. Pero esto requiere una mayor complejidad en el circuito de polarización para el puente del sensor, así como algoritmos de calibración más sofisticados en el SSC para linealizar el coeficiente de temperatura del puente (que puede exhibir una variación de hasta tercer orden).

Con el ZSSC3241, la capacidad de usar el coeficiente de temperatura del puente para una medición precisa de la temperatura del sensor está totalmente integrada y es compatible.

El SSC puede admitir la medición de temperatura utilizando un PTAT interno, diodos externos o termistores, y utilizando el propio puente de detección principal como termómetro. Las diversas opciones son totalmente programables y configurables utilizando la memoria no volátil (NVM) interna para un rendimiento óptimo según los requisitos del sistema.

El diagrama de bloques básico para el ZSSC3241 muestra la interfaz de sensor configurable con funciones de polarización y amplificación en la interfaz analógica. También hay un sensor de temperatura interno a bordo. El ADC convierte las lecturas del sensor y la temperatura al dominio digital, donde se realizan todas las funciones de linealización, corrección y compensación de temperatura. Las salidas finales calibradas y escaladas están disponibles como representaciones analógicas o digitales.

Una mirada cercana a la interfaz analógica muestra que hay cuatro bloques en particular que permiten que el ZSSC3241 reconfigure las mediciones de temperatura: un multiplexor de suministro de sensor para cambiar entre los modos de polarización de corriente y voltaje, una fuente de corriente de polarización del sensor, un sensor de temperatura interno y un multiplexor de entrada que selecciona entre los mensurandos. Estos bloques están controlados por bits en la NVM etiquetados como sensor_sup, Tbiasout y gain_polarity.

Con estos bloques y las opciones de configuración, el ZSSC3241 proporciona 7 modos de medición de temperatura diferentes, como se resume en la siguiente tabla. Hay dos modos principales de polarización para usar el puente del sensor como termómetro: corriente o voltaje. Para cada uno de estos tipos, se requiere una resistencia en serie, Rt, para ajustar el voltaje de modo común del puente en el rango adecuado para el amplificador de ganancia programable (PGA) interno. El ZSSC3241 brinda la opción de tener esta resistencia en serie completamente integrada para muchos casos, pero es posible que se requiera cierta resistencia externa en casos donde los requisitos de precisión son estrictos.

Con su amplia gama de configuraciones frontales, el ZSSC3241 permite a los diseñadores optimizar tanto la interfaz del sensor principal como el tipo y la ubicación de los sensores utilizados para la compensación de temperatura, logrando la mejor precisión posible con menos componentes y costos.

Para ver los detalles completos sobre cómo se configuran los bloques para cada uno de los casos enumerados en la Tabla 1, descargue el documento técnico Medición de temperatura flexible con el ZSSC3241 habilita el puente como sensor de temperatura.

La información adicional para estas configuraciones, incluido el rango de corrientes, voltajes y valores Rt/Rt', junto con la configuración de NVM correspondiente, está disponible en la hoja de datos de ZSSC3241.

Renesas también proporciona recursos adicionales para desarrollar y caracterizar diseños con el ZSSC3241. Estos incluyen un kit de evaluación completo con muestras de dispositivos, notas de aplicación y personal de soporte dedicado.

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