Sensor im SOT223-Gehäuse

Der empfohlene Messstrom liegt bei 0,1 bis 0,3 mA, wobei der untere Bereich vorzuziehen ist, wenn der thermische Fehler minimiert werden muss. Bei 0 °C und 1.000 Ω setzt dieser Bereich ungefähr 0,01 bis 0,09 mW um. Mit dem Koeffizienten der Eigenerwärmung im eingebauten Zustand von 0,049 K/mW ergibt sich idealisiert ein Temperaturanstieg von etwa 0,0005 bis 0,0044 K; der nur auf das Gehäuse bezogene Koeffizient von 0,2 K/mW ergibt etwa 0,002 bis 0,018 K. Der tatsächliche Fehler verändert sich mit Widerstand, PCB-Aufbau, Luftstrom, Tastgrad und thermischer Kopplung. Entwickler sollten den Erregerstrom unter Worst-Case-Bedingungen validieren und eine gepulste Messung in Betracht ziehen, sofern das analoge Frontend dies zulässt.

Das thermische Ansprechverhalten hängt stark vom Umgebungsmedium und von der Installation ab, daher sollten die angegebenen Zeiten als definierte Referenzbedingungen betrachtet werden. In Wasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,4 m/s beträgt t₀.₅ 0,45 Sekunden und t₀.₉ 1,2 Sekunden; in Luft bei 2 m/s liegen die entsprechenden Werte bei 8 bzw. 26 Sekunden. Die breite Anschlusslasche überträgt Wärme zwischen PCB und Sensor, sodass Kupferfläche, Lotabdeckung und Abstand zur Wärmequelle den Messwert beeinflussen. Zur Kompensation der Leiterplattentemperatur sollte der Sensor dort platziert werden, wo die lokale Temperatur dem relevanten Bauteil oder Kupferbereich folgt. Prototypentests sollten den zu erwartenden Luftstrom, die Leistungstaktung und die Gehäusebedingungen nachbilden.

Der Sensor sollte dort eingesetzt werden, wo Klasse F 0.6 (2B) über den Bereich von -50 °C bis +150 °C eine geeignete Elementtoleranz bietet. Er hat einen Nennwiderstand von 1.000 Ω bei 0 °C und einen Temperaturkoeffizienten von 3850 ppm/K gemäß der Kennlinie nach DIN EN IEC 60751. Die Klasse gilt für den Dauerbetrieb über den gesamten angegebenen Temperaturbereich und unterstützt etablierte RTD-Umrechnungsverfahren sowie einen vorhersehbaren Austausch zwischen Sensoren mit derselben Kennlinie. Nicht enthalten sind jedoch Fehler durch Erregerstrom, Leiterbahnwiderstand der PCB, ADC-Fehler, Referenzdrift oder thermische Gradienten. Diese Beiträge müssen im vollständigen Systemfehlerbudget berücksichtigt werden; wenn eine höhere eingebaute Genauigkeit erforderlich ist, sollte zusätzlich kalibriert werden.

Das Bauteil verwendet ein SOT-Gehäuse mit Gesamtabmessungen von 6,5 ±0,2 mm Länge, 7 ±0,3 mm Breite und 1,7 mm Höhe. Das Layout sollte ausreichenden Freiraum für den Gehäusekörper vorsehen und die breite Anschlusslasche gezielt als Merkmal zur thermischen Kopplung behandeln, nicht nur als elektrischen Anschluss. Eine größere angeschlossene Kupferfläche kann die Ansprechzeit verändern und den Messwert in Richtung der durchschnittlichen Leiterplattentemperatur verschieben. Ein vollständiges empfohlenes Landmuster ist nicht definiert; der Footprint sollte daher aus der mechanischen Kontur abgeleitet und mit dem vorgesehenen Lötprozess qualifiziert werden. Wärmesimulationen oder Prototypmessungen sind ratsam, wenn der Sensor eine konzentrierte Wärmequelle überwacht.

Der Sensor verwendet weichlötbare Anschlüsse aus zinnbeschichteter Kupferlegierung, und der Montageprozess sollte qualifiziert werden, um seine Messeigenschaften zu erhalten. Er wird auf einer Blisterrolle geliefert; alternative Verpackungen sind auf Anfrage verfügbar. Die Lagerfähigkeit beträgt 9 Monate in der Originalverpackung, empfohlen wird eine Stickstoffatmosphäre. Da kein numerisches Löttemperaturprofil definiert ist, sollte ein allgemeines SOT223-Profil für Leistungsbauelemente nicht ohne Verifizierung als geeignet angenommen werden. Spitzentemperatur, Verweilzeit, Benetzung des Lots, Reinigungschemie und die Lagerung angebrochener Rollen sollten daher in den Produktionsanweisungen und in der Bewertung von Musteraufbauten berücksichtigt werden.

Die typische Drift von R₀ beträgt 0,06 % nach 1.000 Stunden bei +150 °C. Bei einem Pt1000-Sensor entspricht dies ungefähr 0,6 Ω bei 0 °C, was bei Verwendung von 3850 ppm/K als Näherung erster Ordnung etwa 0,16 °C in der Nähe von 0 °C entspricht. Die angegebene Obergrenze nach 1.000 Stunden bei maximaler Betriebstemperatur ist der Toleranzwert der deklarierten Klasse, während der Wert von 0,06 % typisch ist und keinen garantierten Worst-Case darstellt. Bei Auslegungen für den Langzeiteinsatz sollte diese Drift zusammen mit der Anfangstoleranz und der Drift der elektronischen Messung berücksichtigt werden. Wenn die Kalibrierstabilität wichtig ist, sollte die Qualifizierung den vorgesehenen Tastgrad, die Belastung der Leiterplatte und die Betriebsatmosphäre nachbilden.

Das duroplastische Gehäuse hat eine Entflammbarkeitsklassifizierung nach UL94-V0, eine Wärmeleitfähigkeit von 1,04 W/mK und eine Feuchtigkeitsaufnahme von unter 1,0 % nach 48 Stunden in kochendem Wasser. Diese Werte unterstützen die Material- und Wärmebewertung, jedoch ist UL94-V0 eine Entflammbarkeitsklassifizierung und keine Schutzart oder funktionale Sicherheitszulassung. Eine IP-Schutzart ist nicht angegeben, daher muss die Einwirkung von Kondensation, Waschmedien und Verunreinigungen auf PCB- oder Gehäuseebene berücksichtigt werden. Der Einsatzbereich bleibt bei -50 °C bis +150 °C; dabei sind lokale Eigenerwärmung und benachbarte Wärmequellen in die Auslegungsprüfung einzubeziehen. Anwendungen in rauen Umgebungen sollten Beschichtung, Reinigungschemie, Temperaturwechsel und mechanische Befestigung in der fertigen Baugruppe validieren.