prólogo
Microchip Technology Inc. ofrece una serie de sensores de temperatura de circuito integrado (IC) de salida analógica y serie. Estos sensores suelen tener una precisión de 1 grado Celsius (±1 °C) a temperatura ambiente. Sin embargo, a temperaturas extremas, calientes o frías, la precisión se degrada de forma no lineal. La no linealidad suele tener la forma de una parábola.
En esta nota de aplicación, derivamos ecuaciones que describen las características generales no lineales de los sensores. Esta fórmula se utiliza para determinar la compensación de los errores de precisión del sensor en el rango de temperatura de funcionamiento especificado. Una unidad de microcontrolador PIC (MCU) puede calcular ecuaciones y leer temperaturas con mayor precisión. Esta nota de aplicación se basa en los sensores de temperatura de salida analógica MCP9700 y MCP9701 y el sensor de temperatura de salida en serie MCP9800.
enfoque de solución
Los datos de caracterización de silicio se utilizan para caracterizar sensores no lineales. A partir de estos datos, se deriva una ecuación que describe el rendimiento típico del sensor. Una vez que se determinan los coeficientes correspondientes de la ecuación, se utilizan para calcular la compensación de la no linealidad general del sensor.
Las distribuciones de error se proporcionan utilizando valores medios antes y después de la corrección y índices de referencia de ±1 (±σ). Se utilizaron un total de 100 dispositivos para representar el MCP9700 y el MCP 9701, y 160 dispositivos para el MCP9800.
La figura 1 muestra la precisión típica del sensor antes y después de la compensación. Esto demuestra que la compensación proporciona lecturas de temperatura precisas y lineales en el rango de temperatura de funcionamiento del sensor. Se utiliza una MCU PIC para calcular la fórmula y compensar la salida del sensor para proporcionar una lectura de temperatura lineal.
precisión del sensor
La precisión típica del sensor en el rango de temperatura de funcionamiento tiene una curva de error de precisión. A temperaturas altas y bajas, la magnitud del error aumenta exponencialmente, dando como resultado una curva de error parabólica. La siguiente figura muestra la media y la desviación estándar de ±1 °C de las curvas de precisión del sensor para los sensores MCP9800, MCP9700 y MCP9701.
Los límites de especificación de precisión para estos sensores se publican en las hojas de datos correspondientes, como se muestra en las Figuras 2, 3 y 4. Tenga en cuenta que la no linealidad del sensor a temperaturas extremas amplía los límites de especificación de precisión. La pérdida de precisión a temperaturas extremas se puede compensar para mejorar la precisión del sensor en el rango de temperatura de funcionamiento.
