Интегральные датчики температуры Smartec

SMT172 – это высокоточный интегральный датчик температуры со сверхнизким энергопотреблением, сочетающий в себе простоту использования и выдающиеся характеристики в широком температурном диапазоне. В производстве интегрального датчика температуры SMT172 применяются новейшие достижения в кремниевых технологиях определения температуры, современные методы проектирования интегральных схем, а также высокоточные методы калибровки для достижения абсолютной погрешности менее ±0,1 °C в диапазоне от -20 °C до 60 °C.

Рабочее напряжение питания интегрального датчика температуры SMT172 от 2.7 до 5.5 В. Типовой активный ток всего 60 мкА, высокоскоростное преобразование более 4000 выходных импульсов в секунду (при комнатной температуре) и чрезвычайно низкий уровень шума делают этот датчик наиболее энергоэффективным интегральным датчиком температуры в мире (0,36 мкДж/измерение).

Датчики доступны в нескольких корпусах: TO18, TO92, TO220, SOIC-8L, SOT223, HEC и в виде 7 мм зонда с 5-метровым кабелем. SMT172 может поставляться как «голая» микросхема.

 

Производитель предлагает множество готовых решений для быстрого проектирования. Для тех, кому нужен продукт Plug and Play, доступна отладочная плата Smart Temperature Acquisition System для 4 или 8 датчиков температуры Smartec. Она была разработана для получения наилучших результатов измерения температуры с помощью датчиков температуры SMT172 (абсолютная точность 0,1 °C, шум < 0,0001 °C) при низкой стоимости. Есть возможность передачи данных в программу Excel. Таким образом, может быть построена относительно дешевая и высокоточная измерительная система.

Интегральный датчик температуры SMT172 имеет точность ±0,1 ° C в диапазоне от -20 °C до +60 °C и ±0,4 °C от -45 до +130 °C. Это делает датчик особенно полезным во всех применениях, где должны контролироваться условия, близкие к нормальным: климат-контроль, пищевая обработка и так далее.

Благодаря КМОП выходу датчика допускается длина кабеля до 20 метров. Это делает SMT172 очень полезным в приложениях дистанционного зондирования и управления.

 

Основные особенности

  • Самый энергоэффективный температурный датчик в мире 0.36 мкДж/измерение (T=25 °C, 3.3 В)
  • Широкий диапазон температур: от - 45 °C до 130 °C
  • Широкий диапазон напряжения питания: от 2.7 до 5.5 В
  • Высокая точность: ± 0.25 °C (от -10 °C до 100 °C TO18), ± 0.1 °C (от -20 °C до 60 °C, TO18)
  • Крайний низкий уровень шума: 0.0002 °C
  • Сверхнизкий ток (активный ток 60 мкА или среднее значение 220 нА)
  • Отличная долговременная стабильность
  • Прямой интерфейс с микроконтроллером (МК)
  • Широкий выбор корпусов

 

Области применения

  • Приложения с ультранизким энергопотреблением: носимая электроника, беспроводные сенсорные сети
  • Медицинское применение: мониторинг температуры тела
  • Инструментарий: (био-) химический анализ, прецизионное оборудование
  • Мониторинг окружающей среды (внутренний / наружный)
  • Промышленное применение: контроль и мониторинг процессов

Интегральные температурные датчики Smartec имеют ШИМ выходной сигнал, который может быть непосредственно сопряжен с микроконтроллером без использования дополнительных компонентов. Выходной сигнал представляет собой меандр с нормальным коэффициентом заполнения, зависящим от температуры. 

 

Проведение измерений

В общем случае коэффициент заполнения выходного сигнала определяется линейным уравнением:

DC = 0.32 + 0.0047*T, где T - температура в °C.

Более высокая точность может быть достигнута при использовании формулы второго порядка, например точность ±0.1°C на диапазоне -20..60°C. Для этого необходимо использовать действительный коэффициент заполнения - среднее арифметическое единичных коэффициентов заполнения за 8 последовательных периодов. 

Действительный коэффициент заполнения определяется формулой:

При этом:

tHi – временной интервал высокого состояния i-го периода

tLi – временной интервал низкого состояния i-го периода

DCi – коэффициент заполнения единичного периода i 

DC – действительный коэффициент заполнения

Для преобразования коэффициента заполнения в температуру используется уравнение второго порядка.

T = -1.43*DC2 + 214.56*DC - 68.6 

Ошибка измерений, полученная при использовании уравнения второго порядка, представлена на рисунке.

 

Гальваническая развязка/компенсация длинного кабеля

Для прецизионных аналоговых интегральных схем обычной практикой является использование развязывающего конденсатора между контактами Vcc и GND. Этот конденсатор обеспечивает лучшую общую производительность EMI/EMC. Он должен быть керамическим и иметь значение около 100 нФ. Место установки конденсатора - как можно ближе к датчику. При использовании длинных кабелей (более 30 см) на показания оказывают влияние индуктивность и емкость кабеля, импульс будет «отражен» и даст выброс на линии питания и выходе датчика. Поэтому пользователю необходимо последовательно вводить на линию Vcc резистор 100 Ом. Этот резистор может также подавлять выбросы на сигнальной линии, когда не используется развязывающий конденсатор (только для короткого кабеля <1 м).

Конденсатор повысит производительность, а резистор ограничит максимальный ток в случае сбоев или неправильных соединений.

 

Отладочные платы для датчиков SMT172

 

SMT172TOIIC

Данная плата предназначена для преобразования стандартного ШИМ сигнала датчика SMT172 в I2C.

Достоинства

  • Точные измерения на всем рабочем диапазоне температур SMT172
  • Программируемый дополнительный адрес, позволяющий использовать несколько датчиков на одной шине I2C
  • Измеряет выход SMT172 с шагом 0.001 °C

 

SMTAS04USBmini/SMTAS08USBmini

Платы предназначены для подключения до четырех/восьми датчиков температуры SMT172, оснащены микроконтроллером и интерфейсом USB (виртуальный COM-порт), обеспечивающим внешнюю связь с микроконтроллером.

 

Более подробно обо всех датчиках температуры можно узнать на сайте производителя.

Узнать о наличии и ценах можно по ссылке.