Compensarea factorului de idealitate și a diferențelor de rezistență în serie între diodele cu sens termic

cea mai comună abordare a măsurării temperaturii cu un senzor de temperatură “diodă la distanță” este de a forța doi curenți diferiți prin diodă1, de obicei cu un raport de curent de aproximativ 10:1. Tensiunea diodei este măsurată la fiecare nivel de curent și temperatura este calculată pe baza ecuației:

unde:
IH este curentul de polarizare a diodei mai mare.
IL este curentul de polarizare a diodei mai mic.
VH este tensiunea diodei în timp ce IH curge.
VL este tensiunea diodei în timp ce IL curge.
n este factorul ideal al diodei (nominal 1, dar variază în funcție de procesare).
k este constanta lui Boltzmann(1.38 10-23jouli / k).
T este temperatura în K.
q este sarcina unui electron (1,60 10-19c)
dacă= 10, Aceasta poate fi simplificată la:

VH – VL = 1.986, 10-4, 10-4, nt

corecția factorului de idealitate

rețineți că precizia citirii temperaturii depinde de valoarea lui n. dacă senzorul de diodă de la distanță este proiectat pentru a produce citiri corecte cu o diodă care are o valoare specifică de n, atunci trecerea la o diodă cu un factor de idealitate diferit va schimba temperatura aparentă măsurată.
corectarea diferențelor în factorul de idealitate se face după cum urmează. Să presupunem că un senzor de diodă la distanță proiectat pentru un factor de idealitate nominal, nNOMINAL, este utilizat pentru a măsura temperatura unei diode cu un factor de idealitate diferit, nACTUAL. Temperatura măsurată, TMEASURED, poate fi corectată folosind:

unde T este temperatura în K.
majoritatea senzorilor de temperatură cu diode la distanță pentru procesoare sunt proiectați pentru a produce date precise de temperatură atunci când sunt utilizați cu un factor de idealitate de 1,008. Unele diode cu sens termic CPU mai noi au factori de idealitate mai mici. Pentru a utiliza un procesor optimizat pentru un factor de idealitate de 1.008 cu un procesor care are un factor de idealitate de 1.0021, datele pot fi corectate (presupunând că nu există rezistență în serie) după cum urmează:

pentru o temperatură reală de 85 358,15 k), temperatura măsurată va fi de 82,91 CT (356,06 k), o eroare de -2,09 CT. Rețineți că eroarea este proporțională cu temperatura absolută. La 125 CTF C, eroarea crește la -2,32 CTF.

corecția rezistenței seriei

rezistența seriei într-una din diode contribuie la erori suplimentare. Pentru nominală a diodei curenți de 10µA și 100µA folosit la Maxim de la distanță senzori de temperatură, schimbări în tensiunea măsurată va fi:

RS(100µA – 10µA) = 90µA × RS

Începând cu 1°C corespunde 198.6 µV, rezistență serie contribuie la o temperatură de compensare de:

să Presupunem că dioda fiind măsurat are o rezistență serie de 3.86 Ω. Rezistența în serie contribuie cu un offset de:

3.86.75 CTC

dacă dioda are un factor de idealitate de 1,0021 și o rezistență în serie de 3,86 CTC, decalajul total poate fi calculat după cum urmează. Combinând corecția pentru rezistența în serie cu corecția pentru factorul de idealitate, avem:

1.75 c – 2.09 c = -0.34 c

aceasta este pentru o temperatură a diodei de 85 C. Astfel, în acest caz, efectul rezistenței în serie și factorul de idealitate se anulează parțial.
rețineți că, dacă curentul de polarizare a diodei este diferit, efectul rezistenței seriei se va schimba proporțional. De exemplu, unii senzori de temperatură la distanță au curenți de polarizare a diodei de două sau mai multe ori mai mari decât cei ai senzorilor de la distanță ai lui Maxim. Erorile de temperatură rezultate pot fi de ordinul a două sau mai multe grade mai mari decât cele observate cu senzorii Maxim.
unii senzori de temperatură includ anularea automată a rezistenței în serie în circuitele lor de detectare a diodelor de la distanță. Când această funcție este activată, acești senzori părtinesc diodele externe cu trei sau patru niveluri de curent diferite și utilizează măsurătorile de tensiune rezultate pentru a elimina efectul rezistenței seriei din calculul temperaturii. Senzorii de temperatură MAX6654 și MAX6690 au un singur canal la distanță cu anularea opțională a rezistenței seriei. Mai mulți senzori de la distanță multicanal, inclusiv MAX6602, MAX6689, MAX6697, MAX6698 și MAX6699, au anularea rezistenței în serie pe unul dintre canalele la distanță. MAX6581, cu șapte canale la distanță, include anularea rezistenței în serie pe toate canalele la distanță.
1Această diodă nu este un redresor cu două plumb sau o diodă de semnal ca 1N4001. Astfel de diode nu vor funcționa cu senzori de temperatură cu diode la distanță. În schimb, dioda este într-adevăr un tranzistor bipolar conectat ca o diodă. Dacă tranzistorul este o unitate discretă, baza și colectorul trebuie conectate împreună. Dacă tranzistorul este un substrat PNP, colectorul va fi împământat, iar baza și emițătorul vor servi drept catod și anod. Când “dioda” este utilizată în acest document, se referă la tranzistoarele conectate la diode descrise mai sus.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.