ZSSC3241 の柔軟なインターフェイスにより、ブリッジを温度センサーとして使用可能

センサー素子を使用した正確な測定には、広い動作範囲にわたる補正と補償のために、素子の温度を正確かつ局所的に測定する必要があります。 したがって、センサー シグナル コンディショナー (SSC) の機能に不可欠な部分は、センサー要素 (通常は抵抗ブリッジまたは容量性トランスデューサー) の温度を測定する 1 つ以上の方法を提供することです。

多くの場合、センサー素子は SSC から数センチメートル以上離れている場合があります。 このような場合、温度補償に SSC を予測どおりに使用することはできず、ブリッジ センサーと同じ場所に設置できる何らかのタイプの外部温度計が必要になります。

抵抗ブリッジの場合、追加のコストやスペースを必要とせずにセンサー温度を正確に測定する究極の方法は、ブリッジ自体の温度係数を使用することです。 ただし、これには、センサーブリッジのバイアス回路がさらに複雑になるだけでなく、ブリッジの温度係数 (最大 3 次の変動を示す可能性がある) を線形化するための SSC のより洗練された校正アルゴリズムも必要になります。

ZSSC3241 では、ブリッジの温度係数を使用して正確なセンサー温度測定を行う機能が完全に統合され、サポートされています。

SSC は、内部 PTAT、外部ダイオードまたはサーミスタを使用し、メイン センシング ブリッジ自体を温度計として使用する温度測定をサポートできます。 さまざまなオプションは、内部不揮発性メモリ (NVM) を使用して完全にプログラムおよび構成可能であり、システム要件に基づいて最適なパフォーマンスを実現します。

ZSSC3241 の基本ブロック図は、アナログ フロントエンドのバイアスおよび増幅機能を備えた構成可能なセンサー インターフェイスを示しています。 内部温度センサーも搭載されています。 ADC はセンサーと温度の読み取り値をデジタル領域に変換し、そこですべての線形化、補正、温度補償機能が実行されます。 最終的に校正およびスケールされた出力は、アナログまたはさまざまなデジタル表現として利用できます。

アナログ フロントエンドを詳しく調べると、ZSSC3241 が温度測定を再構成できるようにする特に 4 つのブロックがあることがわかります。電流バイアス モードと電圧バイアス モードを切り替えるためのセンサー電源マルチプレクサ、センサー バイアス電流源、内部温度センサー、および測定量間を選択する入力マルチプレクサ。 これらのブロックは、NVM 内の sensor_sup、Tbiasout、gain_polarity というラベルのビットによって制御されます。

これらのブロックと構成オプションにより、ZSSC3241 は、以下の表にまとめられている 7 つの異なる温度測定モードを提供します。 センサーブリッジを温度計として使用するには、電流または電圧という 2 つの主なバイアス モードがあります。 これらの各タイプでは、ブリッジのコモンモード電圧を内部プログラマブル ゲイン アンプ (PGA) の適切な範囲に調整するために直列抵抗 Rt が必要です。 ZSSC3241 は、多くの場合にこの直列抵抗を完全に統合するオプションを提供しますが、精度要件が厳しい場合には、外部抵抗が必要になる場合があります。

ZSSC3241 は幅広いフロントエンド構成を備えているため、設計者はメイン センサー インターフェイスと、温度補償に使用されるセンサーの種類と位置の両方を最適化し、より少ないコンポーネントとコストで可能な限り最高の精度を達成できます。

表 1 にリストされている各ケースでブロックがどのように構成されているかの詳細を確認するには、ホワイトペーパー「ZSSC3241 による温度センサーによるブリッジの有効化による柔軟な温度測定」をダウンロードしてください。

電流、電圧、Rt/Rt' 値の範囲、および対応する NVM 設定など、これらの構成に関する追加情報は、ZSSC3241 データシートで入手できます。

ルネサスは、ZSSC3241 を使用した設計の開発と特性評価のための追加リソースも提供します。 これらには、デバイス サンプル、アプリケーション ノート、専任のサポート スタッフを含む完全な評価キットが含まれます。

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