紅外溫度傳感器設(shè)計(jì)很難嗎？

紅外溫度傳感不用接觸物體便可測溫，因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域。紅外溫度傳感具體該如何設(shè)計(jì)和選型？希望讀完本文，能給大家一些啟示。

可以很簡單。對于一些數(shù)字輸出紅外溫度傳感器，很多非接觸紅外溫度傳感器廠家，出廠前都已經(jīng)幫你校準(zhǔn)好了精度。我們只要找一顆MCU通過I2C讀取RAM里的信息就可以了。有些芯片還會給出調(diào)用紅外溫度傳感器的樣例程序。比如Melexis MLX90632， 在Git-Hub給出了MCU STM32F070樣例程序，這進(jìn)一步簡化了軟件設(shè)計(jì)的難度。從而我們可以把更多的精力放到如何減少不必要的噪聲，以及提高測量精度上面來。

Digi-Key提供廣泛的Digi-Key紅外溫度傳感器，供開發(fā)者選擇。

紅外溫度傳感器選型要點(diǎn)

選好紅外溫度傳感器是設(shè)計(jì)成功的第一步。

距離系數(shù)

紅外溫度傳感器的測溫距離多遠(yuǎn)？單是這么問，不夠準(zhǔn)確?？梢园鸭t外溫傳感器想象成一雙眼睛。如果物體很大，即使很遠(yuǎn)，我們也能看見。所以更準(zhǔn)確的衡量標(biāo)準(zhǔn)是 “距離系數(shù)（D:S）”，即傳感器到目標(biāo)的距離D與在該距離下測溫儀測量區(qū)域直徑S的比值。

一般來說，紅外溫度傳感器測試到的是測試范圍內(nèi)的溫度平均值。因此，為了保證測量效果，盡量使測試目標(biāo)大于測試范圍。

如何計(jì)算距離系數(shù)

一般溫度傳感器都會給出視場角（FOV，field of view）這個參數(shù)，即紅外傳感器能“看”到的范圍。以Melexis MLX90632SLD-DCB-000-RE為例子，以信號敏感度50%時(shí)作為測量標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)OV為50°，即可推算出距離系數(shù)比值。D ： S =1 ： 2tan25

Digi-Key選紅外溫度傳感器

Digi-Key網(wǎng)站提供詳細(xì)紅外溫度傳感器的參數(shù)可供篩選。在Digi-Key溫度傳感器這個大類下面，傳感器類型選擇“數(shù)字，紅外（IR）”，“模擬，紅外（IR）”，即可得到相應(yīng)結(jié)果。

篩選過程中還有幾個比較重要的參數(shù)，如“檢測溫度-遠(yuǎn)程”、“電源-電壓”、“分辨率”、“輸出類型”、“精度”等。其中，“精度”這個參數(shù)要特別小心。推薦仔細(xì)閱讀數(shù)據(jù)手冊。有些紅外溫度傳感器，會對某些特殊應(yīng)用中特殊溫度段做調(diào)整。

比如，Melexis Technologies NV MLX90632SLD-DCB-000-RE，精度±0.2°C，這個是針對醫(yī)療領(lǐng)域，體溫這個溫度段做的調(diào)整。

設(shè)計(jì)技巧

保證紅外溫度傳感器器件周邊溫度穩(wěn)定與相應(yīng)的溫度補(bǔ)償，往往是設(shè)計(jì)的重中之重。紅外溫度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般都是大量的熱電偶堆集在底層的硅基上。而熱電偶冷端的溫度變化直接影響測試精度。因此，盡量讓紅外溫度傳感器遠(yuǎn)離理熱源，比如發(fā)熱的電源芯片，保證紅外溫度傳感器周邊的溫度穩(wěn)定。

熱噪聲

我們常?？梢钥匆娭辈逍偷募t外溫度傳感器都會有一個金屬外殼，這個的主要作用是為了減少熱噪聲。沒有這個外殼的話，空氣的流動帶來的熱噪聲，可能就會影響精度。因此，對于某些特殊應(yīng)用，設(shè)計(jì)建議如下：

在金屬外殼外面再套一個金屬外殼來減少熱噪聲。

空氣是很好的隔熱材料，在金屬外殼和塑料蓋之間留一定的間隙。

盡量杜絕PCB板上的熱傳導(dǎo)，比如在芯片周圍去除不必要的PCB板材來減少熱傳導(dǎo)路徑。

熱梯度與熱源方向

有些紅外溫度傳感器會做溫度補(bǔ)償功能，來達(dá)到降噪的目的。如Melexis MLX90614會對熱梯度做出補(bǔ)償，這時(shí)就要特別留意熱源的方向，以及紅外溫度傳感器的放置方向。根據(jù)應(yīng)用手冊的要求設(shè)計(jì)，才能正在發(fā)揮溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/p>

本文小結(jié)

作為測溫槍中的核心部件，選好紅外溫度傳感器是設(shè)計(jì)成功的第一步。深入了解紅外傳感器，圍繞其進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能事半功倍。

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