česky english Vítejte, dnes je pondělí 26. září 2022

Teplotní čidla pro pacienta i do chladicího boxu

DPS 2/2018 | Součástky - články
Autor: Ing. Jan Robenek

Precizní měření teploty, byť v omezeném rozsahu, nemusí být složité. A už vůbec ne rozměrné, jak ostatně dokládají nové součástky od Sensirion i ams.

Včetně zpracování

Nejpřesnější teplotní čidlo v rámci univerzální řady STS3x od společnosti Sensirion ponese označení STS35 [1]. Zatímco varianty STS30 s nálepkou „low cost“ nebo již standardní modely STS31 pracují s přesností ±0,2 °C definovanou v pásmu od nuly až do +65 °C, resp. až do +90 °C (STS31), nejvyšší verze bude měřit s přesností ±0,1 °C a zaručovat ji jako typickou, nikoli však s maximální tolerancí (!), pro oblast od +20 až do +60 °C. Napájecí napětí v rozmezí od 2,4 V až do 5,5 V, rozhraní I²C (1 MHz + dvě uživatelsky volitelné adresy) a také rozměry osmivývodového pouzdra typu DFN 2,5 × 2,5 × 0,9 mm zůstanou zachovány. Vyhoví v medicíně i automobilovém průmyslu, pro klasické měření tělesné teploty, ale rovněž i její řízení. Výrobce se novým high-endovým modelem z obr. 1 pochlubil v listopadu [2].

Obr. 1 Pomyslná špička bude mezi teplotními čidly STS3x vyhrazena „modelu s pětkou“ [2]

Plně kalibrované a linearizované senzory nabídnou konfigurovatelnou funkci teplotního watchdogu a podobně jako ostatní čidla Sensirion také speciální technologii CMOSens® integrující snímací prvek spolu s veškerou elektronikou okolo, od A/D převodníku přes obvody pro zpracování dat spolu s kalibrační pamětí až po digitální rozhraní, v rámci jediného společného celku. Za předpokladu jednoho měření za vteřinu může proudový odběr klesat až na 1,7 μA (average, nejnižší opakovatelnost a režim „single-shot“).

Rodina prvků STS3x od společnosti Sensirion pracuje s typickým rozlišením 0,01 °C a dlouhodobým driftem nepřekračujícím za jeden rok 0,03 °C. Maximální tolerance se pro nižší dva modely ve středovém pásmu vyšplhají až na ±0,4 °C, v krajních maximech teplotního rozsahu od 0 až do +125 °C atakují celý jeden stupeň (STS30) a umožňují tak ještě více vyniknout novým čidlům STS35, které se ve svých tolerančních limitech až do +90 °C nepřehoupnou přes ±0,3 °C. Příklady typických charakteristik srovnává obr. 2.

Léky i květy

A novinkami se na sklonku roku nešetřilo ani ve společnosti ams [3]. Nové teplotní senzory AS6200C [4] mají opět co rozšiřovat, pouzdro WLCSP o rozměrech 1,5 × 1 mm znovu pamatuje na A/D převod (12 bitů) i vlastní zpracování signálu, takže se obejdeme bez kalibrací a s linearizovanými výstupy bez jakékoli další kompenzace ze strany MCU. Komunikujeme přes I²C, napájíme od 1,8 až do 3,6 V, při 4 převodech za vteřinu odebíráme typ. 6 μA a v režimu standby pak jen 0,1 μA, a v rámci teplotního rozpětí od –20 až do +10 °C uvažujeme přesnost ±0,2 °C, která se však v krajních maximech vyšplhá až na jeden stupeň. To nám však nevadí.

Obr. 2 Typické vyjádření přesnosti ještě neznamená maximální tolerance [1]

Rozsah výrobce volí záměrně, protože míříme do chladicích zařízení a systémů s data loggery dohlížejících při skladování a přepravě např. na zboží rychle podléhající zkáze. Srovnatelné senzory bez koncovky „C“, které ams vypustilo v létě 2016, vykáží mezi nulou a +65 °C přesnost ±0,4 °C.

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik