Гибкий интерфейс ZSSC3241 позволяет использовать мост в качестве датчика температуры

Точное измерение с использованием сенсорных элементов требует точного и локального измерения температуры элемента для коррекции и компенсации в широком рабочем диапазоне. Таким образом, неотъемлемой частью функции формирования сигнала датчика (SSC) является предоставление одного или нескольких методов измерения температуры сенсорного элемента, который обычно представляет собой резистивный мост или емкостный преобразователь.

Часто сенсорный элемент может отстоять от КСЭ на несколько сантиметров и более. В этих случаях невозможно предсказуемо использовать SSC для температурной компенсации, и необходим какой-либо внешний термометр, который можно разместить рядом с мостовым датчиком.

Для резистивных мостов лучшим способом точного измерения температуры датчика без дополнительных затрат и места является использование температурного коэффициента самого моста. Но это требует дальнейшей усложнения схемы смещения сенсорного моста, а также более сложных алгоритмов калибровки в SSC для линеаризации температурного коэффициента моста (который может иметь изменения до третьего порядка).

В ZSSC3241 полностью интегрирована и поддерживается возможность использования температурного коэффициента моста для точного измерения температуры датчика.

SSC может поддерживать измерение температуры с использованием внутреннего PTAT, внешних диодов или термисторов, а также использования самого основного чувствительного моста в качестве термометра. Различные опции полностью программируются и настраиваются с использованием внутренней энергонезависимой памяти (NVM) для достижения оптимальной производительности в зависимости от системных требований.

Базовая блок-схема ZSSC3241 показывает настраиваемый интерфейс датчика с функциями смещения и усиления в аналоговом интерфейсе. Также на борту имеется внутренний датчик температуры. АЦП преобразует показания датчика и температуры в цифровой формат, где выполняются все функции линеаризации, коррекции и температурной компенсации. Окончательно откалиброванные и масштабированные выходные данные доступны как в аналоговом, так и в различных цифровых представлениях.

При внимательном рассмотрении аналогового интерфейса видно, что в частности есть четыре блока, которые позволяют ZSSC3241 реконфигурировать измерения температуры: мультиплексор питания датчика для переключения между режимами смещения тока и напряжения, источник тока смещения датчика, внутренний датчик температуры и входной мультиплексор, который выбирает между измеряемыми величинами. Эти блоки управляются битами NVM, помеченными как Sensor_sup, Tbiasout и Gain_polarity.

Благодаря этим блокам и опциям конфигурации ZSSC3241 обеспечивает 7 различных режимов измерения температуры, как показано в таблице ниже. Существует два основных режима смещения для использования сенсорного моста в качестве термометра: ток или напряжение. Для каждого из этих типов требуется последовательный резистор Rt для регулировки синфазного напряжения моста в диапазоне, соответствующем внутреннему усилителю с программируемым усилением (PGA). ZSSC3241 предоставляет возможность полностью интегрировать это последовательное сопротивление во многих случаях, но в случаях, когда требования к точности являются строгими, может потребоваться некоторое внешнее сопротивление.

Благодаря широкому спектру конфигураций внешнего интерфейса ZSSC3241 позволяет разработчикам оптимизировать как интерфейс основного датчика, так и тип и расположение датчиков, используемых для температурной компенсации, достигая максимально возможной точности при меньшем количестве компонентов и стоимости.

Чтобы просмотреть полную информацию о настройке блоков для каждого из случаев, перечисленных в Таблице 1, загрузите технический документ «Гибкое измерение температуры с помощью ZSSC3241, позволяющего использовать мост в качестве датчика температуры».

Дополнительная информация для этих конфигураций, включая диапазон токов, напряжений и значений Rt/Rt', а также соответствующие настройки NVM, доступна в таблице данных ZSSC3241.

Renesas также предоставляет дополнительные ресурсы для разработки и определения характеристик конструкций с помощью ZSSC3241. В их число входит полный оценочный комплект с образцами устройств, указаниями по применению и выделенным персоналом службы поддержки.