Misure di temperatura di tipo non a contatto più semplici ed economiche

La temperatura è uno dei parametri fisici che viene misurato con maggior frequenza. La misura di temperatura remota di tipo non a contatto è sempre stata un’operazione complessa e costosa a causa delle complicate operazioni di trattamento dei segnali e di calibrazione richieste. Una soluzione a questi problemi è rappresentata dal termometro a infrarossi MLX90614 di Melexis. Questo termometro contactless, di ridotte dimensioni e costo contenuto, permette di effettuare una lettura di tipo digitale completamente calibrata della temperatura di un oggetto remoto. Il dispositivo è in grado di conseguire tale obbiettivo grazie all’integrazione di un sensore a infrarossi e un chip realizzato appositamente per il condizionamento del segnale, in un package TO-can. Grazie all’”intelligenza” integrata, all’elevato livello di accuratezza e all’esteso intervallo di temperatura operativa di MLX90614, i produttori OEM possono includere misure di temperatura di tipo non a contatto in sistemi di condizionamento dell’aria a bordo delle automobili, caloriferi per appartamenti, elettrodomestici, apparecchiature portatili e medicali.

L’elemento di rilevamento integrato in MLX90614 è un chip di silicio per uso industriale dotato di una sottile membrana microlavorato riscaldata dalla radiazione infrarossa dell’oggetto remoto. Questo riscaldamento viene rilevato dalle termocoppie a bordo del chip. L’integrato custom per il condizionamento del segnale amplifica e digitalizza la tensione, di valore estremamente ridotto, della termocoppia e calcola la temperatura dell’oggetto sfruttando i parametri di calibrazione pre-impostati in fabbrica che sono immagazzinati nella memoria EEPROM. La temperatura di uscita, disponibile in forma digitale, viene completamente linearizzata e compensata nei riguardi della temperatura ambiente. Il sensore trasmette il risultato all’applicazione dell’utente mediante un bus SMB o un segnale continuo di tipo PWM. L’intero sistema che costituisce il termometro è ospitato in un package TO-can. Per i costruttori OEM l’insieme di tali caratteristiche assicura la massima semplicità di integrazione del sensore sulla scheda PCB utilizzata per la particolare applicazione considerata, eliminando il ricorso a costosi componenti esterni. Questo sistema permette di superare le problematiche di progetto legate alla presenza di segnali di tensione di piccola entità, agli effetti indotti dall’ambiente circostante e alla compatibilità elettromagnetica, tutti elementi che concorrono a rendere difficili e scomode le misure di temperature a infrarossi. Grazie all’elevato livello di integrazione, MLX90614 si propone come una soluzione estremamente economica rispetto ad altre alternative attualmente presenti sul mercato.

MLX90614 utilizza amplificatori a basso rumore avanzati, un convertitori A/D a 17 bit e un’unità DSP nel proprio chip di condizionamento del segnale in modo da garantire un ampio intervallo sia di temperatura operativa (da – 40 a + 125 °C) sia di temperatura dell’oggetto (da – 70 a + 380 °C) mantenendo una risoluzione in temperatura pari a 0,01 °C. MLX90614 è caratterizzato da un’accuratezza assoluta di ± 0,5 °C nell’intervallo di temperatura dell’oggetto da 0 a + 50° C e di ± 1 °C al di fuori di questo range. In virtù di tali caratteristiche il sensore si presta ai più svariati utilizzi.

A richiesta è disponibile una versione particolare, contraddistinta da un maggior livello di accuratezza, destinata ad applicazioni nel settore medicale.

MLX90614 è disponibile in due versioni in grado di operare con tensioni di alimentazione di 3 e 5 V rispettivamente. La versione operante a 3 V, caratterizzata da un consumo di corrente inferiore a 1 mA, risulta particolarmente adatta per l’uso in dispositivi portatili alimentati a batteria. Per tale ragione il sensore prevede una modalità di “sleep” a basso consumo durante la quale l’assorbimento di corrente scende fino a 2 µA. Nel caso in cui la potenza venga fornita direttamente dalla batteria a 12 V di un’automobile, la versione a 5 V contiene i circuiti elettronici necessari per operare a frequenze più elevate con un numero estremamente ridotto di componenti esterni.

“Nello sviluppo di MLX90614 – ha detto Victor Kassovski, manager della infrared business unit di Melexis – abbiamo concentrato un know how decennale nella produzione di termometri non a contatto e siamo certi che questo nuovo termometro rappresenterà una soluzione economica e di semplice uso per i produttori OEM in una gamma estremamente ampia di applicazioni”.

MLX90614 è qualificato in conformità alle normative AECQ100 ed è compatibile con le direttive RoHS: esso può essere saldato a temperatura fino a 260 °C come previsto dalle specifiche JEDEC 020C.

I campioni di questo termometro sono già disponibili e le quantità di produzione possono essere ordinate con tempi di consegna di 20 settimane. Il prezzo stimato per MLX90614 sarà di 4,55 euro per quantità di 1.000 pezzi.