In questi ultimi articoli dedicati alle NTC e alla misura della temperatura, sara` analizzato il problema della linearizzazione, cioe` come ottenere da un componente con caratteristica non lineare, che ha una resistenza dipendente esponenzialmente dalla temperatura [1][2], una tensione piu` o meno lineare in funzione della temperatura, in modo da poter realizzare un termometro con l'uso di un semplice voltmetro.

Al giorno d'oggi un qualunque microcontrollore con un convertitore A/D puo` eseguire una eccellente linearizzazione e lettura della temperatura, e spesso e` il modo piu` semplice per realizzare un termometro. In alcuni casi tuttavia l'uso di un microcontrollore potrebbe non essere conveniente, pur desiderando avere una di tensione linearmente proporzionale alla temperatura. In altri casi, pur avendo a disposizione un microcontrollore, si vogliono evitare conti con aritmetica trascendente (funzioni esponenziale e logaritmica) e si cerca di ottere direttamente una tensione lineare con la temperatura.

In questo quarto, ma non ultimo, articolo della serie verranno esaminati gli effetti delle approssimazioni dei modelli e delle tolleranze delle NTC sulla misura della temperatura. Si usera` il modello di Steinart e Hart [3] (abbreviato SH) come valore di riferimento, e rispetto a questo si confronteranno il modello esponenziale [1][2], quello di Fraden [4] e di Bosson, Gutmann e Simmons [5] (abbreviato BGS).

La scelta del modello di SH come riferimento, vale a dire come modello che fornisce "i valori giusti" e` giustificato dal fatto che le relazioni di SH hanno un errore complessivo di pochi millikelvin. Tutti gli altri modelli sono molto piu` imprecisi, e l'errore di SH puo` essere trascurato quando si valutano gli altri modelli.

In questa sezione si faranno i calcoli preliminari per il dimensionamento del termostato, basati sulle relazioni ricavate nel precedente articolo [1]

Si useranno componenti commerciali con tolleranze del 5% o in caso di necessita` 1%. Quasi necessariamente per termostati a temperatura fissa si usera` un potenziometro o di un trimmer per la taratura del termostato. Per termostati regolabili in un intervallo di temperatura, il potenziometro di settaggio e` invece una parte della specifica. In questo caso potrebbe essere necessario usare degli altri trim per fissare il campo di regolazione del potenziometro. Nel progetto che segue ci si limitera` a garantire che il potenziometro copra l'intervallo di temperatura desiderato.

Dopo aver esaminato le caratteristiche dei sensori NTC [1], in questo articolo vengono descritti i blocchi base che formeranno il termostato, ovvero circuito sensore NTC, comparatore con isteresi e pilotaggio del carico ricavando le equazioni di progetto.

In realta` questo articolo e il successivo sono solo una scusa per fare un po' di elettronica analogica, di quella semplice che so fare anch'io, e per mostrare come si puo` impostare un progetto di un circuito semplice, tenendo conto di qualche fattore che di solito si tende a dimenticare, quali ad esempio le tolleranze dei componenti.

A causa della limitazione della lunghezza articoli, i dettagli del calcolo vero e proprio dei componenti sono mostrati nell'articolo successivo [4]

Questa serie di articoli deriva da due richieste capitate sul forum a poca distanza di tempo, riguardanti il progetto di un semplice termostato con sensore NTC, richieste per le quali ho riciclato lo stesso schema utilizzante un operazionale e pochi altri componenti.

Al giorno d'oggi il modo piu` semplice per realizzare un termostato consiste nell'usare un microcontrollore, un sensore di temperatura e poco piu`. In alcuni casi pero` si preferisce ancora utilizzare un circuito analogico, il piu` delle volte un semplice comparatore con isteresi che aziona un rele`. Per questa ragione ho messo in pulito quanto avevo scritto gia` sul forum, integrandolo con informazioni generali che avevo lasciato da parte.

In campo elettronico esiste una discreta confusione e un uso non attento dei tre termini terra, massa e potenziale di riferimento o anche solo riferimento o ancora zero volt. Devo confessare che anch'io, da piccolo, non facevo molto caso a scegliere il termine corretto e li usavo a sproposito.

Di solito vengono usati correttamente dagli elettrotecnici che si occupano di sicurezza elettrica, dai compatibilisti elettromagnetici e dai progettisti di elettronica a basso rumore. Solo gli elettronici li confondono e li massacrano senza pietà!

Ho avuto la fortuna di avere un Maestro che mi ha insegnato l'importanza di avere questi concetti ben chiari, altrimenti, mi disse, in compatibilità elettromagnetica non si riesce a fare nulla di buono.

Qualche tempo fa era venuto fuori in una discussione il problema di quale fosse la resistenza fra le due basi di un trapezio di un materiale conduttore omogeneo di spessore costante.

Questo problema e` di quelli difficili da risolvere: forse ci sono soluzioni chiuse per geometrie e condizioni al contorno di questo genere, ma anche una visita alle trasformazioni conformi di Schwartz-Christoffel non mi ha dato idee in proposito per una soluzione non troppo lunga. Si possono trovare soluzioni con gli elementi finiti (FEM), oppure approssimazioni sul flusso della corrente, approssimazioni che possono essere risolte in forma analitica.

In questa nota vengono confrontate le soluzioni FEM con due approssimazioni basate sull'assunzione del percorso della corrente. La seconda delle approssimazioni presentate era stata sviluppata per un problema termico di un fornetto per trattamento termico di metalli: le equazioni statiche di trasmissione del calore e di conduzione elettrica sono le stesse, con lo stesso tipo di approssimazioni.

(*)

Sul forum recentemente era stata espressa una curiosita` sulle resistenze negative, che erano state citate en passant. Questa nota prova a raccontare qualcosa, in modo non troppo serio, su questo argomento.

In effetti una resistenza negativa non e` una cosa molto intuitiva, ogni tanto in elettronica salta fuori, ma se non la si e` mai vista da vicino lascia sempre un po' perplessi.

Nel seguito provero` solo a indicare qualche proprieta` e qualche esempio di queste resistenze. Poiche' esse compaiono in tanti diversi contesti, se ritenete che la vostra resistenza negativa preferita sia stata dimenticata da questa nota, segnalatela e la aggiungero`.

(*)Spero si veda. Cercare, ad esempio con google translate la pronuncia, non il significato

Questo articolo deriva da un paio di post che avevo scritto sul forum. Alcuni utenti avevano chiesto di trasformarlo in un articolo di Electroyou, ed eccolo qui. Mentre c'ero, ho anche aggiunto gli altri tre precedenti. Questo e` un po' piu` semplice :).

L'organizzazione di questo articolo e` la seguente: si introduce prima l'amplificatore differenziale, cercando di spiegare i motivi per cui viene usato. Dopo un ripasso delle sensitivities, con un esempio semplice, si valutano poi gli effetti delle tolleranze sulle prestazioni di un differenziale. Nella conclusione si analizza il significato dei risultati trovati.

Prendiamo un circuito lineare con due ingressi e una uscita, [Formula]. Essendo lineare, puo` solo essere del tipo Ho messo il segno negativo ad [Formula] cosi` dopo ci si ritrova, ma ci sono anche altre analisi senza segno meno esplicito.

Lo scopo di questo articolo e` di mostrare l'uso della sensitivity analysis per valutare l'effetto delle tolleranze dei componenti sulla funzione di trasferimento di un filtro, o meglio su frequenza e fattore di merito di una cella del secondo ordine usata per un filtro. La sensitivity analysis e` particolarmente importante nel progetto dei filtri, perche' tolleranze anche piccole su alcuni componenti critici possono comportare ampie variazioni nella funzione di trasferimento, facendo andare il filtro fuori specifiche.

Come esempio sara` presa una cella di Sallen e Key [1] di tipo passa basso per la quale saranno analizzati tre metodi di progetto. I risultati saranno confrontati fra di loro e poi con una derivazione del Sallen e Key, detta cella di Bach [7]. La scelta di queste celle e` stata puramente casuale, solo un modo per mostrare l'applicazione del concetto di sensibilita`. Esistono dozzine di celle attive passa basso, un elenco parziale lo si puo` trovare in [15]