温度センサー用AFE (アナログ・フロント・エンド）
温度センサー用アナログ・フロント・エンド（AFE）は、温度トランスジューサと、システムの温度モニタリング機能の接続を容易にします。AFEには、アナログ・デバイセズが長年培ってきた高度なアナログ信号処理技術や高品質なA/Dコンバータを凝縮。熱電対、RDT、サーミスタなど制御の難しい温度トランスジューサに必要な制御機能を内蔵しているため、温度トランスジューサの電気的変化をMPUから扱いやすいリニアリティの高い信号へと変換できます。これらの処理をシングル・パッケージで実現するAFEをご活用いただくことにより、アナログ回路設計なしに温度トランスジューサを簡単にシステムへ統合可能です。
また、温度トランスジューサを利用する場合、熱電対の差動計測、冷点補償、RDTやサーミスタには安定した励起信号が必要である、といった多くの機能が必要となります。アナログ・デバイセズはこれらの機能もパッケージに統合。リファレンス・デザインやデータシートに定められた配線を行うだけで、各温度トランスジューサに必要な機能を準備できるため、アプリケーションの設計工数・移植工数を大幅に削減できます。
代表的な温度センサー用のAFEスペック比較
| |
センサー | 出力 | 測定精度*1 （25℃） |
測定精度*1 （温度範囲内） |
温度範囲*2 | 特長・備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LTC2983 LTC2984 |
熱電対、RTD、 サーミスタ、Di |
デジタル | ±0.1℃ | ±0.1℃ | -200℃～+1800℃ | リニアライズ、 励起信号源内蔵、 冷点補償回路付き、 24ビットΣΔADC |
| LTC2995 LTC2997 |
PNジャンクション | デジタル | - | ±1.5℃ | -40℃～+125℃ | 電圧モニターと PNジャンクション 温度モニター入力 |
| AD8494 AD8495 AD8496 AD8497 |
熱電対J,K,T | 電圧 5mV/℃ |
±1℃ | ±2℃ | -200℃～+1350℃ | 冷点補償レンジは 0℃～50℃と 25℃～100℃の2種類 |
| AD594 AD595 |
熱電対J,K,T | 電圧 10mV/℃ |
±1℃ | ±3.5℃ | -200℃～+1350℃ | 外部抵抗で、 J.K以外の熱電対に 対応可能 |
*2) 測定温度範囲は、使用するセンサーにより変わります
アナログ・デバイセズの温度センサー用AFEを採用するメリット
多種類のセンサー素子（RTD、サーミスタ、TC、PNなど）をリニアライズ
温度トランスジューサは様々な材料から実現されています。測定温度範囲はもちろん、精度、リニアリティ、コストなどの特長から、最適な温度トランスジューサ、または温度センサーを選定する必要があります。なかでも、一般的にリニアリティ（線形性）の低い温度トランスジューサの利用は難しいとされています。しかし、これらの課題を解決できるのが、アナログ・デバイセズの温度センサー用AFEです。
アナログ・デバイセズでは、温度センサー用AFEとして、各温度トランスジューサに最適な、リニアライズ機能を搭載。温度トランスジューサの持つ固有の電気的特性を、高いリニアリティを持つ出力信号へとリニアライズします。本機能は、アナログ・デバイセズのアナログ温度センサーやデジタル温度センサーにも内蔵されています。
熱電対の冷点補償をワンチップに統合
アナログ・デバイセズの温度センサー用AFEの制御対象の一つである熱電対は、溶鉱炉を代表する極地環境の温度計測にも利用できる、産業に欠かせない温度トランスジューサです。一方で、熱電対は温度差から熱起電力を生成するため、計測回路の一部を規定温度に維持（冷点補償）し、熱電対による相対的な熱起電力と絶対的な冷点補償を統合して、温度情報を生成する必要があります。
そこで、アナログ・デバイセズでは、熱電対用AFEに、冷点補償回路を搭載。また、熱電対の型（B型、R型、S型、N型、J型、K型、P型、T型）により電気的特性が異なるため、それぞれの型に対応する高リニアリティへの変換機能を搭載。これにより、簡単に熱電対を利用したモニタリング・アプリケーションを構築できます。
NISTトレーサブル規格準拠の製品も提供
温度計測回路は、出荷時はもちろん、長期運用中も校正することなく、安定した計測ができることを求められます。もし、温度センサーが短期間で校正を必要とするほど変質した場合、アプリケーションは温度を管理できないため、安全面・品質面において長期の連続運用は困難になります。
そこで、アナログ・デバイセズでは、高い品質が求められるアプリケーション向けAFEを、温度校正に関する米国の標準「NISTトレーサブル規格」に準拠させています。NISTトレーサブルは、温度センサーが信頼できる品質であることを保証するものです。本規格の認証により、高精度な温度ソリューションの信用が保証されるため、安全・安心な生鮮食品の輸送路など、非常にデリケートなアプリケーションにも安心してお使いいただけます。
NISTトレーサブル規格について
