Microchip Technology lancia l’MCP9604, l’IC di condizionamento del segnale per termocoppia a quattro canali con interfaccia I2C. Il nuovo chip promette maggiore precisione, riduzione delle componenti esterne e semplificazione del design in sistemi industriali e di monitoraggio termico critico.
Nelle applicazioni di controllo dei processi industriali, dalla raffinazione chimica alla produzione alimentare, passando per le apparecchiature HVAC e i sistemi criogenici, la misurazione precisa e simultanea della temperatura su più punti critici è fondamentale. Le termocoppie, nonostante offrano grande affidabilità per temperature estreme (coprendo un intervallo da −200°C a +1372°C), presentano una sfida non banale nella catena del segnale.
Tradizionalmente, la conversione del segnale della termocoppia in una lettura digitale precisa in gradi Celsius richiede un complesso sistema di componenti discreti: amplificatori di precisione per il segnale a bassissima tensione, un sensore per la compensazione del giunto freddo (CJC), un convertitore analogico-digitale (ADC) e un microcontrollore o un DSP per la linearizzazione e l’elaborazione. Questa architettura “a componenti sparsi” introduce complessità, elevati di distinta base (BOM) elevati, errori cumulativi e, in fase di produzione.
L’architettura integrata MCP9604: precisione basata sul NIST
Con l’introduzione dell’MCP9604, Microchip Technology supera questa barriera di integrazione e precisione, proponendo la prima soluzione monolitica a quattro canali dedicata al condizionamento della termocoppia.
Il cuore dell’innovazione risiede nell’integrazione di tutti gli elementi essenziali in un unico package LGA 24-pin 5×5:
- ADC di precisione: per la conversione del segnale a basso rumore.
- Sensore CJC: per misurare la temperatura ambiente e compensare l’errore del giunto freddo.
- Amplificatore a basso rumore.
- Motore Matematico Integrato: Questo è l’elemento cruciale. A differenza dei progetti analogici che spesso si affidano ad approssimazioni lineari di primo ordine, l’MCP9604 implementa direttamente le equazioni NIST ITS-90 (International Temperature Scale of 1990) di ordine superiore per la linearizzazione. Ad esempio, per le termocoppie di tipo K, l’IC applica una precisione al nono ordine. Questo calcolo integrato è ciò che garantisce la precisione di sistema di ±1.5°C su un intervallo di temperatura così ampio.
Un cambio di paradigma
Il nuovo dispositivo supporta gli otto tipi di termocoppie più diffusi (incluse J e K) e dispone di funzionalità di diagnostica on-chip come il rilevamento di circuiti aperti o cortocircuiti, oltre a quattro uscite di allarme configurabili per il monitoraggio di zone multiple.
L’MCP9604 non è solo un avanzamento nell’integrazione, ma un cambio di paradigma nell’acquisizione di dati termici, spostando l’onere della calibrazione e della complessa elaborazione matematica dal livello di sistema a quello di componente. Questo permette ai produttori di concentrarsi sulla logica di controllo del processo anziché sulla gestione del rumore e della precisione del sensore termico.
Ulteriori informazioni tecniche sono disponibili nell’articolo Accurate Thermal Measurements at Extremes with MCP9604.
Strumenti di sviluppo
Il dispositivo MCP9604 è supportato dalla scheda di valutazione Microchip EV19L27A. Può connettersi e leggere informazioni da un massimo di quattro termocoppie e include un microcontrollore che funge da sistema host per la ricezione di queste informazioni e la rappresentazione grafica della termocoppia selezionata. La scheda di valutazione include anche software gratuito scaricabile dalle pagine web di MCP9604 o EVB.
Il circuito integrato di condizionamento MCP9604 è disponibile in configurazione tape-in-reel (MCP9604T-E/3YW) o rail (MCP9604-E/3YW). Il prezzo unitario è di 10,56 dollari cadauno per ordini di 10.000 unità. Il prezzo della scheda di valutazione EV19L27A è di 96,00 dollari cadauno ed è disponibile da subito.
