AFE configurabili per sensori di gas e di pH per controllo e monitoraggio

Texas Instruments ha annunciato l’introduzione di due front-end analogici (AFE) configurabili che si propongono come una soluzione modulare e di semplice uso per l’interfacciamento tra sensori e microprocessori. Grazie alla possibilità di utilizzare un singolo AFE per differenti piattaforme di sensori di gas di tipo NDIR (Nondispersive Infrared) e di rilevamento del pH, i progettisti non sono più costretti a sviluppare parecchie soluzioni complesse di tipo discreto, con una sensibile riduzione dei tempi di sviluppo. Gli AFE possono essere utilizzati insieme al software WEBENCH® Sensor AFE Designer di TI e al relativo sistema di sviluppo. Questi tool consentono di selezionare un sensore, realizzare e configurare la soluzione e trasferire i dati di configurazione nel circuito AFE per iniziare immediatamente la prototipazione.
Caratterizzato da un elevato livello di integrazione, LMP91050 supporta numerosi sensori a termopila per il rilevamento NDIR, monitoraggio del CO2 per la qualità dell’aria degli edifici, controllo della ventilazione a portata variabile (DCV – demand control ventilation), HVAC, alcool test, rilevazione di freon e gas a effetto serra.

Caratteristiche principali e vantaggi dell’AFE LMP91050 per sensori di gas di tipo NDIR:

• Soluzione completa per il rilevamento del gas: questo AFE integra un PGA (amplificatore a guadagno programmabile), circuito per la cancellazione dell’offset della “fase buia” generatore di modo comune regolabile e interfaccia SPI per semplificare il progetto di sistema.
• Amplificatore a guadagno programmabile: il dispositivo è caratterizzato da un esteso range di guadagno per consentire l’uso di termopile con differenti sensibilità.
• Elevate prestazioni: deriva del guadagno di 100 ppm/° C (max), deriva dell’offset di uscita di 1,2 mV/°C, deriva del ritardo di fase di 500 ns, basso rumore, pari a soli 0,1 µV rms (nel range compreso tra 0,1 e 10 Hz) e funzionamento nell’intervallo di temperatura compreso tra -40 e 105 °C sono caratteristiche che permettono di ottimizzare le prestazioni del sistema.
• Fattore di forma ridotto: questo dispositivo, fornito in package di dimensioni di soli 3×3-mm, consente la realizzazione di prodotti finali di dimensioni ridotte.

L’AFE per il rilevamento del pH LMP91200 supporta sensori di pH a due elettrodi che vengono utilizzati nelle piattaforme di analisi destinate ad applicazioni quali monitoraggio delle emissioni, monitoraggio della qualità dell’aria e del vapore, impianti chimici/petrolchimici, lavorazioni nell’industria alimentare e molte altre ancora.

Caratteristiche principali e vantaggi dell’AFE LMP91200 per sensori di pH:

• Soluzione completa per il rilevamento del pH: questo AFE integra un PGA, buffer del pH con corrente di polarizzazione di ingresso estremamente bassa, funzioni di “guarding”del segnale, funzioni di calibrazione della misura e della temperatura, circuito per la diagnostica e la generazione di modo comune per consentire l’uso di un unico chip per l’interfacciamento alla maggior parte degli attuali sensori di pH.
• Maggiore affidabilità e accuratezza di sistema: La funzione di test del sensore integrata a bordo assicura la correttezza della connessione e della funzionalità del sensore stesso, mentre il bassissimo valore della corrente di polarizzazione di soli 4 pA (max.) incrementa notevolmente affidabilità e accuratezza del sistema proteggendo nel contempo gli elettrodi del pH quando non è presente alcuna alimentazione.
• Ampio intervallo operativo: Il dispositivo può funzionare negli intervalli di tensione e di temperature compresi rispettivamente tra 1,8 e 5,5-V e tra -40 e 125 °C: il ridottissimo valore garantito della corrente di ingresso del buffer del pH su tutto l’intervallo di funzionamento assicura la massima flessibilità.
• Fattore di forma ridotto: grazie all’elevato livello di integrazione questo dispositivo è ospitato in package di dimensioni pari a 5 x 6,4, consentendo la realizzazione di prodotti finali di ridotte dimensioni.

Texas Instruments rende disponibili tutti i prodotti necessari per l’intera catena del segnale, consentendo ai progettisti di abbinare i componenti delle seguenti famiglie: AFE per sensori, microcontrollore MSP430 a 16-bit a bassissimo consumo, oltre a trasmettitori 4-20mA come DAC161P997 e XTR117.
Già disponibili in volumi, l’AFE per il rilevamento di gas LMP91050 è offerto in package MSOP a 10-pin, mentre l’AFE per il rilevamento del pH LMP91200 è fornito in package TSSOP a 16-pin

I nuovi LMP91050 e LMP91200 vanno ad aggiungersi alla sempre più numerosa famiglia di AFE per sensori di TI che comprende:

• LMP91000 AFE per sensori chimici e di gas a basso consumo caratterizzato da polarizzazione regolabile (pilotaggio del sensore), elevata sensibilità e ampio range dinamico e ideale per applicazioni di monitoraggio di gas tossici a base elettrochimica.
• LMP90100, LMP90099, LMP90098, LMP90097 sono AFE per sensori multicanali a 24-bit con calibrazione continua in background per applicazioni di misura di temperatura, pressione, carico e tensione. Ciascun AFE si differenzia in termini di configurazioni di canale e generatori di corrente.
• LMP90080, LMP90079, LMP90078, LMP90077 sono AFE per sensori multicanali a 16-bit con calibrazione continua in background per applicazioni di misura di temperatura, pressione, carico e tensione. Ciascun AFE si differenzia in termini di configurazioni di canale e generatori di corrente.

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