非接触红外温度测量是怎么一回事

2016-08-04 12:22:32来源: 21ic
 随着生活水平的不断提高,人们逐渐开始关注个人的身体健康。近年来出现了大量的健康医疗设备。如最近比较热门的非接触式红外温度测量,被大量使用在额温枪、耳温枪、手机、智能充电宝……

怎样才能精确的测量出被测物体的温度,这里以高精度非接触式红外温度传感器MLX90614ESF-DCC为例,介绍如何设计一款高性能的红外温度传感产品。

一、原理图设计:

MLX90614ESF-DCC与MCU的连接图非常简单,如图1,MLX90614ESF-DCC采用IIC通信方式与MCU进行数据交换。其中需要注意的地方是MLX90614ESF-DCC的供电电压为2.6 ~ 3.6V,推荐使用3V供电,如图2为典型的被测物体温度偏差与供电电压的关系。如果系统确实没有3V电源,则可以通过补偿算法来补偿:

图1 :MLX90614与MCU的连接图

图2 :MLX90614ESF-DCC供电电压与To的误差关系

二、软件设计

1、温度的计算

MLX90614直接输出温度信号的数字值,计算公式为: Ta, To = ReadReg x 0.02 -273.15 ℃。其中ReadReg为从MLX90614内部读出来的数字值。

2、发射率的修改

得出被测物体的温度前提是物体的发射率是正确的。MLX90614在出厂时已通过黑体校准,默认的发射击率为1,人体的发射率大约为0.95。如果是测其它物体的温度需要根据该物体的发射率进行修改。发射率的地址为EEPROM @ 0x04。

3、额温转体温算法

世界卫生组织认可的四个发烧检测部位是:直肠、腋下、口腔和耳温。没有额温,因为不同肤色,是白人还是黑人;是室内还是室外,一阵风吹过来;还有个体的差 异;温度都是不一样的,它不是一个恒定的温度,因此,用在额温测量时需要通过一定的算法计算出体温。Melexis提供一种高精度的算法,如需要获取该算 法或更多的技术支持可以与世强联系:400-887-3266。

三、结构设计

结构设计也是非常关键的,不仅决定整个系统的外观,也决定了系统的测精度。主要有两个因素:热冲击和视场角。

1、热冲击

热辐射使物体受到局部快速加热,称为受到热冲击。通俗来讲就是传感器的冷端(外壳)温度突变。例如在测量时传感器的表面接触到皮肤,会导致传感器表面温度上升,这种情况会导致测量误差增大。因此在结构设计时,尽量避开这种热冲击。

2、视场角

视 场是由温差电堆接收到50%的辐射信号来确定的,并且和传感器的主轴线相关。如图3所示。在MLX90614数据手册中有标明各个版本的视角(FOV)大 小。如果开孔太小,测量的温度就是结构上面的温度与被测物体的温度加权平均。因此在产品的结构设计时,结构上面的开孔视角必须要大于MLX90614的 FOV。

图3 :视场角FOV的定义

如图4所示耳温枪的结构设计,如MLX90614ESF-DCC版本的FOV为35度,结构上面的开孔FOV至少需要按60度设计。

图4 :耳温枪的结构示意图

关键字:非接触式  温度传感器  红外温度测量

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016080416534.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
非接触式
温度传感器
红外温度测量

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved