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Temperatursensor TMP117: Hohe Genauigkeit ohne Kalibrierung

Texas Instruments präsentiert mit TMP117 eine neue Temperatursensor-Familie, die über einen weiten Temperaturbereich hinweg mit einer Genauigkeit von ±0,1 °C aufwartet. Sie soll außerdem zur Vereinfachung von Systemdesigns für industrielle und medizinische Anwendungen beitragen.

Single-Chip-Temperatursensor Bildquelle: © Texas Instruments

Single-Chip-Temperatursensor TMP117

Der TMP117 ist der erste Single-Chip-Temperatursensor, dessen Leistungsfähigkeit laut Hersteller auf dem Niveau von Platin-RTDs (Resistance Temperature Detectors) liegt und der gleichzeitig die Designkomplexität und den Stromverbrauch entscheidend reduziert. Der für medizinische Anwendungen vorgesehene digitale Temperatursensor TMP117M erfüllt die Anforderungen an medizinische Thermometer. Mit den neuen Bauelementen seien Entwickler in der Lage, in kurzer Zeit hochpräzise, extrem wenig Strom verbrauchende Patientenüberwachungs-, Feldtransmitter- und Verbrauchsmesser-Anwendungen zu entwickeln.

Mit einer ohne fertigungsseitigen Kalibrieraufwand erzielten Genauigkeit von ±0,1 °C über einen weiten Bereich sorgt die neue Sensorfamilie bei den Designern für Zeitersparnis. Gleichzeitig werden die Produktionskosten für Systeme mit hohen Anforderungen an die Genauigkeit gesenkt.

Mit ihrer Leistungsaufnahme von nur 6,3 µW geben die Bausteine TMP117 und TMP117M Entwicklern die Möglichkeit, die Batterielebensdauer zu verlängern und ihre Designs mit präziseren Temperaturmessfunktionen auszustatten.

 

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Ersatz von RTDs

Der Baustein gibt die Temperaturinformation als 16-Bit-Wert mit einer Auflösung von 0,0078 °C aus. Die werksseitig eingestellte Genauigkeit von ±0,2 °C über einen Bereich von -55 °C bis +150 °C übertrifft die Genauigkeit eines RTD der Klasse A. Ein in den TMP117 eingebautes Offsetregister versieht die Messergebnisse automatisch mit einem vom Anwender vorgegebenen Offsetwert, bevor sie vom Mikrocontroller ausgelesen werden. Der Sensor sorgt verglichen mit einem RTD für mehr Einfachheit, kommt ohne Kalibrierung aus und benötigt ebenfalls keine externen Schaltungen, angepasste Leiterbahnen und Kelvin-Verbindungen.

Der TMP117 bietet einen Shutdown-Modus, in dem der Baustein die jeweils laufende Umwandlung abbricht und in eine stromsparende Shutdown-Betriebsart mit einer typischen Stromaufnahme von 250 nA wechselt. Im One-Shot-Umwandlungsmodus kann der Baustein Temperaturumwandlungen in 15,5 ms ausführen, wobei die aktive Stromaufnahme  3,5 µA beträgt (bei einem Messrate von 1 Hz). Nach Beendigung einer One-Shot-Umwandlung wechselt der Baustein wieder in die stromsparende Shutdown-Betriebsart.

Der TMP117 unterstützt außerdem die I2C-Kommunikation im Fast Mode (mit 400 kHz). Mit diesen Eigenschaften eignet sich der Baustein nicht nur für die Kaltstellen-Kompensation, die nach geringer Verlustleistung verlangt, sondern auch für das ständige Ein- und Ausschalten, das in Wärmezähler-Applikationen erforderlich ist.

Der TMP117 liegt in seiner Genauigkeit auf dem Niveau von Dünnschicht-RTDs der Klasse AA, wie sie in Wärmezähler-Anwendungen eingesetzt werden, nimmt aber nur einen Bruchteil der Leistung eines PT100-RTD auf, wie er üblicherweise für die Kaltstellen-Kompensation benutzt wird.

(me)