Quando l'affidabilità della catena del freddo scende a un solo grado, conta un sensore di temperatura preciso

21 ore fa p Jake Hertz Una delle maggiori sfide nella catena di approvvigionamento di alimenti e farmaci è la conservazione degli articoli deperibili. Pertanto, è importante che questi articoli (cioè alimenti e medicinali) siano ben refrigerati durante il trasporto, garantendo freschezza per gli alimenti e efficacia per i medicinali.
Ciò pone un notevole vincolo ai progetti di sistemi elettrici che monitorano i sistemi di refrigerazione della catena del freddo, di cui abbiamo discusso in precedenza in un articolo sul monitoraggio della catena del freddo. Varianze di appena due gradi Celsius possono essere sufficienti per danneggiare i beni desiderati, rendendoli inutilizzabili. In questo spazio, i progettisti devono creare sistemi in grado di misurare e controllare la temperatura con un piccolo margine di errore.
Ciò ha indubbiamente portato allo sviluppo di sensori di temperatura ad alta precisione nelle catene del freddo. I sensori di temperatura sono disponibili in molte varietà (sia analogiche che digitali), ognuna delle quali offre alcuni vantaggi data l'applicazione desiderata. Le termocoppie sono sensori di temperatura analogici costituiti da due metalli diversi.
Data una differenza di temperatura tra questi metalli dissimili, viene generata una tensione attraverso il dispositivo, che può essere utilizzata per dedurre la temperatura. Le termocoppie sono economiche e di bassa potenza, ma non sono molto sensibili e non mostrano una risposta lineare, richiedendo algoritmi di linearizzazione significativi per funzionare. I termistori sono sensori di temperatura analogici che visualizzano una variazione di resistenza proporzionale a una variazione di temperatura.
Questi sensori rispondono rapidamente e sono altamente sensibili, ma richiedono una grande quantità di energia. Poiché non sono lineari, richiedono anche una tabella di ricerca per funzionare. I sensori di temperatura con uscita logica sono sensori di temperatura digitali che guidano una logica alta quando la temperatura rilevata supera una soglia predefinita.
Offrono capacità di rilevamento molto accurate a basse temperature e sono spesso utilizzati al posto di interruttori nei sistemi. I sensori di temperatura con uscita seriale sono sensori di temperatura digitali che offrono un'elevata sensibilità a una potenza estremamente bassa. La comunicazione viene normalmente stabilita tra un microprocessore e un sensore di temperatura con uscita seriale tramite comunicazione I2C o SPI.
I sensori analogici semplici sono stati per molto tempo un'opzione comune nella gestione della catena del freddo. Tuttavia, con i progressi odierni nella tecnologia dei semiconduttori, i sensori di temperatura integrati sono considerati la migliore opzione in tali applicazioni sensibili alla temperatura. I sensori di temperatura con uscita seriale sono probabilmente i più adatti per i rigorosi requisiti della progettazione della catena del freddo.
Spesso questi tipi di sensori di temperatura possono fornire una precisione fino a 0,5 ° C e una bassa corrente di esercizio inferiore a 250 μA. Un altro luogo in cui i circuiti integrati di rilevamento della temperatura sono vantaggiosi è quando uno sviluppatore punta a una scalabilità efficiente in termini di costi.
Ad esempio, il rilevamento della temperatura in più posizioni (come nei frigoriferi o nei container refrigerati) può diventare costoso a causa dei molteplici MCU per tutti di queste misurazioni. Utilizzando un bus condiviso, i progettisti possono affrontare la scalabilità con sensori di temperatura digitali che condividono la linea, il che consente loro di essere indirizzati individualmente in banda in I2C o utilizzando chip come in SPI. Come esempio dei recenti sensori di temperatura digitali costruiti appositamente per i progetti della catena del freddo, Maxim Integrated ha rilasciato MAX31889 e MAX31825, che mirano a migliorare la precisione, il consumo energetico e la scalabilità.
Costruito per il rilevamento della temperatura autonomo, il MAX31889 è un sensore di temperatura digitale che mostra una precisione e un consumo energetico impressionanti. Le specifiche confermano le affermazioni, vantando una precisione di ± 0,25 ° C da -20 ° C a + 105 ° C, una corrente operativa di 68 μA durante la misurazione e una corrente di standby di 0, 55μA. Per le soluzioni di scalabilità, il sensore di temperatura digitale MAX31825 consente a un massimo di 64 dispositivi per bus di ridurre drasticamente la complessità e la necessità di più MCU. Offre anche alcune specifiche solide, come una precisione di ± 1 ° C da 0 ° C a + 70 ° C.
Con il rilascio di questi nuovi circuiti integrati per sensori di temperatura, Maxim ha affrontato alcune delle suddette difficoltà nella progettazione della catena del freddo. Questi circuiti integrati e altri circuiti integrati con sensori di temperatura come questi forniscono ai progettisti opzioni utili per soluzioni scalabili e accurate. Senza segni di rallentamento, la catena del freddo avrà bisogno di più soluzioni come questa in futuro per garantire la qualità del nostro cibo e l'affidabilità della nostra medicina.
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