Cambio generazionale

• 
• Tweet
• Pin It
• Condividi per email

Oltre alle caratteristiche dei sensori come la precisione e la deriva a lungo termine, sono ora al centro dell’interesse la coerenza in ambienti differenti, le dimensioni, la digitalizzazione, una rapida e semplice integrazione nei sistemi e, non ultimo, il prezzo. Per essere in grado di integrare in un sensore la risposta a tutte queste esigenze, sono necessarie tecnologie completamente nuove. Il termine ‘sensorica intelligente’ diviene ogni giorno più significativo. Sensirion AG, azienda dedicata alla sensorica, all’avanguardia nello sviluppo di soluzioni di questo tipo, ha creato una nuova generazione di sensori per temperatura/umidità completamente integrati, digitali e calibrati. Negli scorsi anni, oltre al metodo resistivo, si è affermato come standard anche il principio di misura capacitivo. In base a questo principio l’elemento sensorico viene realizzato sotto forma di un condensatore a strati, composto da differenti substrati (vetro, ceramica, ecc.). Come dielettrico viene utilizzato un polimero che assorbe o cede acqua in proporzione all’umidità ambiente, variando in questo modo la capacità del condensatore. Tale variazione di capacità può essere misurata con un circuito elettronico consentendo così di rilevare l’umidità relativa dell’aria.

Punti deboli dei sistemi analogici capacitivi

A causa delle dimensioni relativamente grandi dei componenti del sensore (10-20 mm2) e dell’invecchiamento dello strato polimerico, i prodotti convenzionali presenti sul mercato mostrano decadimenti differentemente rilevanti a causa degli influssi esterni, ai quali sono ovviamente sottoposti in quanto sensori di umidità. Tra i più importanti criteri di qualità troviamo pertanto la deriva annuale, ovvero un crescente errore di misurazione da parte del sensore, di anno in anno. L’invecchiamento degli elettrodi degli strati metallici può anch’esso condurre a falsature del segnale di umidità. I sensori di umidità capacitivi devono essere, prima dell’utilizzo, laboriosamente calibrati. Allo scopo sono necessari, a carico dell’utente finale, complessi e costosi impianti di calibrazione e riferimento nonché componenti elettronici esterni, ad esempio moduli di memoria. Ulteriori punti deboli derivano direttamente dal principio di misurazione analogico che vincola indissolubilmente, ad esempio, la precisione del sensore alla stabilità della tensione di esercizio. Un problema che può essere contrastato solo mediante dispositivi elettronici di rilevante complessità e che porta inevitabilmente a costi d’integrazione più elevati.

Cambio generazionale grazie alla tecnologia CMOSensTM

Allo scopo di consentire i più disparati utilizzi dei sensori di umidità e contemporaneamente facilitarne l’integrazione senza rinunciare alla qualità, Sensirion AG ha percorso una via completamente nuova. Sensirion unisce la tecnologia dei chip CMOS alla Sensorica (tecnologia CMOSens) e libera con questo nuovo standard ineguagliate sinergie. Il risultato è un sensore di umidità ad elevata integrazione, eccezionalmente piccolo. Per formare la capacità del sensore viene utilizzato un sistema di elettrodi microstrutturati con differenti strati di protezione e di polimero che oltre a contribuire alle caratteristiche di sensibilità del sensore, proteggono contemporaneamente lo stesso, in maniera sino ad oggi impensabile, contro gli influssi di disturbo. La completa immersione nei liquidi non comporta alcun problema. Ciò è comprovato da misurazione sotto stress condotta per un anno e mezzo sui sensori. Il sensore di temperatura costituisce un’unità integrata con il sensore di umidità. Ciò consente una precisa e puntuale individuazione del punto di condensa, senza necessità di tenere in considerazione possibili errori, che vengono compensati in base ai gradienti di temperatura tra il sensore di umidità e il sensore di temperatura stesso. Sensirion crea pertanto un vero e proprio balzo quantico tecnologico grazie all’abbinamento, unico nel suo genere, tra questi due elementi sensorici con l’unità di amplificazione del segnale, il convertitore analogico-digitale, la memoria dati di calibrazione e l’interfaccia digitale con possibilità di connessione bus: e tutto su una superficie di pochi millimetri quadrati.

Massima stabilità e prestazioni

I vantaggi di un sistema di questo tipo sono evidenti. L’amplificazione del segnale in prossimità del sensore consente di ottimizzare lo strato sensibile polimerico non per ottenere il massimo segnale ma per conseguire la più elevata stabilità a lungo termine, cosa decisiva per innumerevoli applicazioni. La conversione analogica-digitale, anch’essa ‘locale’, rende il segnale straordinariamente insensibile ai disturbi. Una checksum generata dal chip stesso rappresenta un’ulteriore

• 
• Tweet
• Pin It
• Condividi per email