Compensation des différences de résistance du Facteur d’Idéalité et de la Série entre les Diodes à détection Thermique

L’approche la plus courante pour mesurer la température avec un capteur de température à “diode à distance” consiste à forcer deux courants différents à travers la diode1, généralement avec un rapport de courant d’environ 10: 1. La tension de la diode est mesurée à chaque niveau de courant et la température est calculée sur la base de l’équation:

Où:
IH est le plus grand courant de polarisation de diode.
IL est le plus petit courant de polarisation de diode.
VH est la tension de la diode pendant que IH circule.
VL est la tension de la diode pendant qu’IL circule.
n est le facteur d’idéalité de la diode (nominalement 1, mais varie avec le traitement).
k est la constante de Boltzmann (1,38 × 10-23joules/K).
T est la température en K.
q est la charge d’un électron (1,60 × 10-19C)
Si=10, cela peut être simplifié en:

VH-VL=1.986 × 10-4 × nT

Correction du facteur d’idéalité

Notez que la précision de la lecture de la température dépend de la valeur de n. Si le capteur à diode à distance est conçu pour produire des lectures correctes avec une diode ayant une valeur spécifique de n, le passage à une diode avec un facteur d’idéalité différent modifiera la température apparente mesurée.
La correction des différences de facteur d’idéalité se fait comme suit. Supposons qu’un capteur de diode à distance conçu pour un facteur d’idéalité nominal, nNOMINAL, est utilisé pour mesurer la température d’une diode avec un facteur d’idéalité différent, nACTUAL. La température mesurée, mesurée, peut être corrigée à l’aide de:

Où T est la température en K.
La plupart des capteurs de température à diodes distantes pour PROCESSEURS sont conçus pour produire des données de température précises lorsqu’ils sont utilisés avec un facteur d’idéalité de 1,008. Certaines diodes de détection thermique du PROCESSEUR plus récentes ont des facteurs d’idéalité plus faibles. Pour utiliser une CPU optimisée pour un facteur d’idéalité de 1,008 avec une CPU qui a un facteur d’idéalité de 1,0021, les données peuvent être corrigées (en supposant qu’il n’y a pas de résistance série) comme suit :

Pour une température réelle de 85° 358,15K), la température mesurée sera de 82,91 ° C (356,06K), soit une erreur de -2,09 °. Notez que l’erreur est proportionnelle à la température absolue. À 125°C, l’erreur augmente jusqu’à -2,32°.

Correction de la résistance en série

La résistance en série dans l’une des diodes contribue à des erreurs supplémentaires. Pour les courants de diodes nominaux de 10µA et 100µA utilisés dans les capteurs de température à distance Maxim, la variation de la tension mesurée sera:

RS(100µA-10µA)= 90µA × RS

Puisque 1 ° C correspond à 198,6 µV, la résistance série contribue à un décalage de température de :

Supposons que la diode mesurée présente une résistance série de 3,86 Ω. La résistance série apporte un décalage de :

3,86 Ω × 0,453°C/Ω =1.75 °C

Si la diode a un facteur d’idéalité de 1,0021 et une résistance série de 3,86Ω, le décalage total peut être calculé comme suit. En combinant la correction pour la résistance série avec la correction pour le facteur d’idéalité, nous avons:

1,75 ° C – 2,09 ° C = -0,34 ° C

Ceci est pour une température de diode de 85 ° C. Ainsi, dans ce cas, l’effet de la résistance série et du facteur d’idéalité s’annulent partiellement.
Notez que si le courant de polarisation de la diode est différent, l’effet de la résistance en série changera proportionnellement. Par exemple, certains capteurs de température à distance ont des courants de polarisation de diodes deux fois ou plus plus grands que ceux des capteurs à distance Maxim. Les erreurs de température qui en résultent peuvent être de l’ordre de deux degrés ou plus plus grandes que celles observées avec les capteurs de Maxim.
Certains capteurs de température incluent une annulation automatique de la résistance en série dans leurs circuits de détection à diode à distance. Lorsque cette fonction est activée, ces capteurs polarisent les diodes externes avec trois ou quatre niveaux de courant différents et utilisent les mesures de tension résultantes pour éliminer l’effet de résistance en série du calcul de la température. Les capteurs de température MAX6654 et MAX6690 ont un seul canal distant avec annulation de résistance en série en option. Plusieurs capteurs à distance multicanaux, y compris les MAX6602, MAX6689, MAX6697, MAX6698 et MAX6699, ont une annulation de résistance en série sur l’un des canaux distants. Le MAX6581, avec sept canaux distants, inclut l’annulation de résistance en série sur tous les canaux distants.
1cette diode n’est pas un redresseur à deux fils ou une diode de signal comme un 1N4001. De telles diodes ne fonctionneront pas avec des capteurs de température à diode à distance. Au lieu de cela, la diode est en réalité un transistor bipolaire connecté en diode. Si le transistor est une unité discrète, sa base et son collecteur doivent être connectés ensemble. Si le transistor est un substrat PNP, le collecteur sera mis à la masse et la base et l’émetteur serviront de cathode et d’anode. Lorsque la ” diode ” est utilisée dans ce document, elle fait référence aux transistors à diode décrits ci-dessus.

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