Die Temperatur ist eine der wichtigsten physikalischen Größen in unserer Umwelt: Menschen fühlen sich nur innerhalb eines gewissen Temperaturbereiches wohl, chemische Prozesse gelingen nur bei der richtigen Temperatur, und technische Betriebsmittel oder Maschinen werden bei Übertemperatur zerstört. Aus diesem Grund ist die Überwachung bzw. Regelung von Temperaturen aus dem heutigen industriellen und häuslichen Leben nicht mehr wegzudenken. Zur Temperaturerfassung werden eine Vielzahl unterschiedlichster Sensoren eingesetzt. Angefangen vom einfachen Bi-Metall-Streifen, über verschiedene Halbleiterfühler, bis hin zum Platinsensor für anspruchsvolle und hochgenaue Messungen im Labor oder Prozessbereich.

Die bisher bekannten Sensoren liefern analoge Ausgangssignale (elektrischer Widerstand oder Spannung), die dann entweder analog weiterverarbeitet werden oder aber immer häufiger für die Verarbeitung mit Mikroprozessoren analog / digital gewandelt werden müssen. Hier bietet der "Smartec-Sensor" SMT 160-30 eine einfache und zuverlässige Lösung.

Der Temperatursensor SMT160-30 stellte eine völlig neue Entwicklung in der Temperaturmeßtechnik dar.

Abb. 1 Blockschaltbild des Chips.

Im "Smartec-Sensor" wird die Temperatur von einem Halbleiter-element (PTAT-Proportional To Absolute Temperature) aufgenommen. Nach der Verstärkung und Linearisierung wird die Ausgangsspannung mittels A/D-Wandler in ein Signal umgesetzt, dessen Tastverhältnis direkt proportional zur Temperatur T ist (Pulsbreitenmodulation). Ein Defekt des Sensors oder eine Leitungsunterbrechung läßt sich also eindeutig durch das Fehlen des Rechtecksignals erkennen.

• den On-Chip kalibrierten und integrierten Sensor,
  
  
• das digitale Ausgangssignal, TTL und CMOS kompatibel, das keinen zusätzlichen A/DWandler benötigt und direkt an einen Mikrokontroller angeschlossen werden kann
  
  
• die problemlose Übermittlung der digitale Information des Ausgangssignals, auch bei längeren Leitungen, zur Auswerteelektronik.

Das digitale Ausgangssignal des Sensors kann zur Weiterverarbeitung direkt an einen Mikrokontroller angeschlossen werden und belegt dort nur einen digitalen Eingang. Die Frequenz 1/tp des Rechtecksignals bewegt sich über dem Temperaturbereich und der Exemplarstreuung zwischen 1kHz und 4kHz. Dieser Effekt beeinflußt die Auswertung jedoch in keiner Weise, da der Tastgrad (td/tp) den relativen Bezug zwischen Periodendauer tp und Einschaltzeit td des Rechtecksignals darstellt. Die Temperatur läßt sich wiederum aus der Tastrate über die Formel:

(1)     T = K1 * (td/tp) + K2

bestimmen. K1 und K2 stellen dabei bekannte Konstanten des Temperatursensors dar.

Diese Merkmale bietem dem Anwender gegenüber herkömmlichen Lösungen folgende Vorteile:

• Das Ausgangssignal belegt bei Weiterverarbeitung im Rechner nur einen digitalen Eingang.
  
  
• Die Entwicklungszeit wird wesentlich kürzer, da aufwendige AD-Wandler mit deren Beschaltungen und Abgleiche entfallen.
  
  
• Der SMT160-30 benötigt keine externe Beschaltung, was zu einer Verringerung des Platzbedarfs auf der Platine führt.
  
  
• Kostenersparnis, durch die Verwendung von weniger Bauteilen.
  
  
• Steigerung der Qualität, durch die leichte Bestückung, Eleminierung von Bauteileschwankungen und einfache Funktionsprüfung der Auswerteelektronik und des Sensors.

• Temperatursensor SMT160-30
• Fehlermessungen bei Widerstands-Thermometern und deren Verminderung durch den SMT160-30
• Fehlerfrei Temperaturmessung lange und sehr lange Zuleitnugen
• Eigenerwärmung des Temperatursensors SMT160-30 bei Ein- und Mehrkanalapplikationen