L'interface flexible du ZSSC3241 permet le pont comme capteur de température

Une mesure précise à l'aide d'éléments de capteur nécessite une mesure précise et locale de la température de l'élément pour la correction et la compensation sur une large plage de fonctionnement. Par conséquent, une partie intégrante de la fonctionnalité du conditionneur de signal de capteur (SSC) consiste à fournir une ou plusieurs méthodes pour mesurer la température de l'élément capteur, qui est généralement un pont résistif ou un transducteur capacitif.

Souvent, l'élément capteur peut être séparé du SSC de plusieurs centimètres ou plus. Dans ces cas, un SSC ne peut pas être utilisé de manière prévisible pour la compensation de température et un certain type de thermomètre externe est nécessaire qui peut être co-localisé avec le capteur de pont.

Pour les ponts résistifs, le moyen ultime de mesurer la température du capteur avec précision sans coût ni espace supplémentaire consiste à utiliser le coefficient de température du pont lui-même. Mais cela nécessite une complexité supplémentaire dans les circuits de polarisation pour le pont de capteur ainsi que des algorithmes d'étalonnage plus sophistiqués dans le SSC pour linéariser le coefficient de température du pont (qui peut présenter une variation jusqu'au troisième ordre).

Avec le ZSSC3241, la possibilité d'utiliser le coefficient de température du pont pour une mesure précise de la température du capteur est entièrement intégrée et prise en charge.

Le SSC peut prendre en charge la mesure de la température à l'aide d'un PTAT interne, de diodes externes ou de thermistances, et en utilisant le pont de détection principal lui-même comme thermomètre. Les différentes options sont entièrement programmables et configurables à l'aide de la mémoire interne non volatile (NVM) pour des performances optimales en fonction des exigences du système.

Le schéma fonctionnel de base du ZSSC3241 montre l'interface de capteur configurable avec les fonctions de polarisation et d'amplification dans le frontal analogique. Il y a aussi un capteur de température interne à bord. L'ADC convertit les lectures du capteur et de la température dans le domaine numérique, où toutes les fonctions de linéarisation, de correction et de compensation de température sont exécutées. Les sorties finales calibrées et mises à l'échelle sont disponibles sous forme de représentations analogiques ou numériques variées.

Un examen attentif du frontal analogique montre qu'il existe quatre blocs en particulier qui permettent au ZSSC3241 de reconfigurer les mesures de température : un multiplexeur d'alimentation de capteur pour basculer entre les modes de polarisation de courant et de tension, une source de courant de polarisation de capteur, un capteur de température interne et un multiplexeur d'entrée qui sélectionne entre les mesurandes. Ces blocs sont contrôlés par des bits dans la NVM étiquetés sensor_sup, Tbiasout et gain_polarity.

Avec ces blocs et les options de configuration, le ZSSC3241 propose 7 modes de mesure de température différents, comme résumé dans le tableau ci-dessous. Il existe deux modes de polarisation principaux pour utiliser le pont de capteur comme thermomètre : courant ou tension. Pour chacun de ces types, une résistance en série, Rt, est nécessaire pour ajuster la tension de mode commun du pont dans la plage appropriée pour l'amplificateur à gain programmable interne (PGA). Le ZSSC3241 offre la possibilité d'avoir cette résistance série entièrement intégrée dans de nombreux cas, mais une certaine résistance externe peut être nécessaire dans les cas où les exigences de précision sont strictes.

Avec sa large gamme de configurations frontales, le ZSSC3241 permet aux concepteurs d'optimiser à la fois l'interface de capteur principale et le type et l'emplacement des capteurs utilisés pour la compensation de température, en obtenant la meilleure précision possible avec moins de composants et moins de coûts.

Pour voir tous les détails sur la façon dont les blocs sont configurés pour chacun des cas répertoriés dans le tableau 1, veuillez télécharger le livre blanc Mesure de température flexible avec le ZSSC3241 Enables Bridge as Temperature Sensor.

Des informations supplémentaires pour ces configurations, y compris la plage de courants, de tensions et de valeurs Rt/Rt', ainsi que les paramètres NVM correspondants, sont disponibles dans la fiche technique ZSSC3241.

Renesas fournit également des ressources supplémentaires pour développer et caractériser des conceptions avec le ZSSC3241. Ceux-ci incluent un kit d'évaluation complet avec des échantillons d'appareils, des notes d'application et un personnel d'assistance dédié.

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