Sensor de Temperatura Philips



Home Construção Características de Temperatura Série KTY81-1 KTY81-110 Considerações finais Datasheets Referencias		Sensor de Temperatura Phillips Depêndencia da Temperatura Neste tópico sera apresentado a expressão matemática de resistência dos sensor "Rt" em função da temperatura. Para a série KTY 81/82/84 , a inclinação da curva característica decresce ligeiramente na faixa de temperatura mais alta aima de uma certa temperatura Tl chamada de ponto de inflexão. Mas entretanto, uma equação adicional se faz necessária: Rt = Rref.(1 + A.(T- Tref) + B.(T- Tref)² - C.(T- Tref)^D) onde: - Tl -> é a temperatura acima da qual a inclinação da curva característica começa a decair ( ponto de inflexão ). - C, D -> são coeficientes dependentes de cada tipo de sensor. - C=0 for T>Tl. Para a série de sensores utilizados neste trabalho (KTY81-1) os valores são tabelados para estas constantes são: - A= 7.784x1E-3 K^-1 - B= 1.874x1E-5 K^-2 - C= 3.42x1E-8 K^-D - D= 3.7 - Tl= 100 ^o C Para aplicações de altas precisões, por exemplo sistemas de controle baseado em microcontroladores, as expressão acima e os valores das constantesacima pode ser usadas para gerar uma tabela de calibração para salvar numa ROM para procura e linear interpolação. Os dados para erro de temperatura máxima esperado é dado em seus respectivos datasheets. Se um microcontrolador não é usado, o ligeira desviação pela linearidade pode ser facilmente compensado pelo uso de um resistor paralelo (se utilizado uma fonte de corrente constante), um resistor em série (se utilizado uma fonte de tensão constante) ou um combinação propícia dos dois. Características de Resistência/Temperatura Tolerâncias de Fabricação Os sensores de temperatura de silício são normalmente produzidos para pequenas tolerâncias: - ðR entre 0.5% e 2%. Por causa da difusão na inclinção da característica da resistência, ðR vai aumentar de ambos os lados fora do ponto de temperatura = 25^o C, para formar a "hipérbole" ("curva borboleta") como nos mostra a Fig.05. Deste gráfico podemos facilmente derivar a relação entre a tolerância da resistência e o erro de temperatura resultado. Este erro máximo é fornecido em datasheets específicos. Fig.05 "Curva Borboleta" Dependência da Corrente da Resistência do Sensor A resistência do sensor também é dependente da corrente de operação. Em operações que temos com um desvio da corrente em relação a corrente nominal causará um desvio da resistência do sensor em relação aos seus valores originais que deverá ser levado em conta. A corrente recomendada em qualquer aplicação é: >0.1mA. Para aplicações de mais baixas correntes, a dependência da corrente é também afetada pela temperatura. Para aplicações com correntes maiores que as nominais, uma inacurácia será inclusa na medida devido aos efeitos de auto-aquecimento do sensor. Linearização Apesar das características de resistência/temperatura dos sensores de temperatura de sílicio ser aproximadamente linear, em alguns casos uma linearização mais profunda se torna necessária, por exemplo, em casos em que se requer maior precisão. Este tópico não sera abordado aqui, deixando ao leitor o datasheet e os vários links para maior aprofundamento neste tópico se necessário. Compensação de Temperatura Em várias aplicações, é necessário compensar pela dependência da temperatura do circuito eletrônico. Por exemplo, a sensibilidade de muitos sensores de campo magnético tem uma flutuação linear com a temperatura. Para compesar esta flutuação, um sensor de temperatura com características lineares é requerido. Os sensores da série KTY são bastante propícios para este propósito e podem ser usados para compensação em ambas flutuações: positivas e negativas. A compensação de temperatura também é requerida quando um conversor A/D é integrado com um microcontrolador, aqui também a compensação de temperatura é requerida. A Fig.06 abaixo ilustra este tipo de compensação. Fig.06 Compensação de Temperatura para Conversores A/D. Condicionamento do sinal Para melhor visualização do que está acontecendo físicamente, devemos melhorar as condições do sinal que o sensor nos dá. Podemos fazer isso, por exemplo, amplificando o cinal através de um circuito eletrônico. A Fig.07 abaixo nos dá um exemplo de amplificação do sinal de um sensor de temperatura. Fig.07 Circuito de Medida de temperatura usando um sensor KTY81-110 Para esta circuito um KTY82-110 também seria propício. Para a faixa de temperatura de 0 a 100ºC --> Vo= 0,2Vs a 0,6Vs. Logo para Vs=5V --> Vo = 1 a 3V Todos os resistores são feitos de filme de metal com tolerância de 1%.