【技术大神】环境温度对MLX90614红外测温传感器测量精度的影响

时间： 2016-11-11 来源：世强

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在基于MLX90614的植物叶片温度测量系统的近距离测量时，如果忽略大气对红外测温的影响，在被测物体表面温度与环境温度相差不大时，可以由以下公式表述被测目标表面温度：

从式中可以看出，测量误差由T_u、T_f、ε决定，其中，T_o为被测目标表面温度，ε为物体表面发射率，T_f为红外仪器测得的辐射温度，T_u为环境温度。n的取值与所用设备的红外波段有关，环境温度在测量过程中占有较大的比重。

MLX90614红外测温传感器数据都在片内进行处理，环境温度通过传感器内部PTC或者PTAT测量，处理好的环境温度Tu存储在芯片内存中。MLX90614红外测温传感器的出厂校准的环境温度范围为-40-125℃，在此温度范围内测温，传感器测温系统会对环境误差自动补偿。此外，MLX90614红外传感器还集成了光学滤波器（可传播长波），滤波器的波长通带为5.5-14um，用以阻碍可见光和近红外光辐射，避免可见光和近红外光对MLX90614探头感知产生影响，减少测量影响，提高传感器测量准确性和稳定性。

图1：步入式温湿度实验箱控制面板

实验通过步入式温湿度实验箱LTH-24P-C，（温度：-40-80℃，精度：±2℃，湿度：30% - 95%，精度：±5%）将环境湿度设为40%（图1），通过改变环境温度以10℃为间隔，从10℃增加至40℃，通过研发的叶温测量系统对目标温度进行测量得到实验数据。目标物体为ISOTECH982黑体（温度范围：-10-80℃，腔体直径50mm，发射率：0.995，稳定性：0.1℃，显示分辨率：0.01℃），黑体目标温度设定为25℃。测量距离为10cm，测量时将传感器对准黑体腔体的中心，使黑体腔体完全覆盖传感器的视场，读取八次读数，取平均值，记录数据。

由实验测量数据（表1）可以看出，环境温度从10℃上升到40℃时，MLX90614DCI红外传感器测得的温度未受较大影响，保持在±0.1℃内。由此可见，环境温度10~40℃对于本系统的测量精度影响很小，测试效果高于数据手册精度。但从具体误差趋势看，随着温度的增加平均值与标准值之间的差异存在增加趋势（-0.09~0.08℃），虽然精度处于可接受范围，能够满足农业等诸多应用环境。但如果外界环境温度进一步增大，其测量精度则需要注意。

表1：环境温度对红外测温影响实验数据

由本实验可见，MLX90614采用了热梯度差补偿原理，同时在元件外增加防护罩，能够避免传感器受到非均匀温度影响，使得热梯度造成的误差大幅度减小（10-40℃），提高传感器测量精度的稳定性。但在实际测量过程中需要远离发热设备（加热器、太阳直射、热风设备等），避开环境瞬间变化较快场合，为植物叶片温度准确测量提供适宜环境。

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用户18396822 Lv8 2018-02-27

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数据手册 - MELEXIS - Rev 004 - 2008年07月30日 PDF 中文下载

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MLX90614ESF-BBB-000-TU,MLX90614ESF-BBF-000-TU,MLX90614KSF-AAA-000-TU,MLX90614KSF-AAC-000-TU,MLX90614ESF-BBH-000-TU,MLX90614ESF-CAH-000-TU,MLX90614ESF-BBD-000-TU,MLX90614KSF-DCA-000-TU,MLX90614ESF-DAA-000-TU,MLX90614KSF-CCD-000-TU,MLX90614KSF-CCF-000-TU,MLX90614KSF-CCH-000-TU,MLX90614ESF-DAC-000-TU,MLX90614ESF-DAE-000-TU,MLX90614ESF-ACF-000-TU,MLX90614ESF-ABG-000-TU,MLX90614ESF-BAA-000-SP,MLX90614ESF-ACD-000-TU,MLX90614ESF-ABI-000-TU,MLX90614ESF-ABE-000-TU,MLX90614ESF-ACB-000-TU,MLX90614KSF-AAI-000-TU,MLX90614ESF-ACH-000-TU,MLX90614KSF-AAG-000-TU,MLX90614KSF-AAE-000-TU,MLX90614ESF-BAI-000-TU,MLX90614ESF-DCH-000-SP,MLX90614KSF-BCG-000-TU,MLX90614KSF-BCI-000-TU,MLX90614KSF-BCE-000-TU,MLX90614KSF-BAH-000-TU,MLX90614ESF-BAE-000-TU,MLX90614ESF-BAA-000-TU,MLX90614KSF-BAD-000-TU,MLX90614ESF-BCC-000-TU,MLX90614KSF-ABD-000-TU,MLX90614KSF-CBG-000-TU,MLX90614ESF-BCG-000-TU,MLX90614ESF-DBD-000-TU,MLX90614ESF-ABC-000-TU,MLX90614KSF-CAA-000-TU,MLX90614KSF-CBC-000-TU,MLX90614ESF-DCF-000-TU,MLX90614KSF-DCI-000-TU,MLX90614ESF-DAG-000-TU,MLX90614KSF-ACH-000-TU,MLX90614KSF-DBH-000-TU,MLX90614KSF-DCE-000-TU,MLX90614ESF-CAB-000-TU,MLX90614ESF-CAF-000-TU,MLX90614KSF-DBD-000-TU,MLX90614ESF-CCD-000-TU,MLX90614KSF-DAG-000-TU,MLX90614ESF-CBG-000-TU,MLX90614KSF-DAC-000-TU,MLX90614KSF-BBA-000-TU,MLX90614ESF-CBC-000-TU,MLX90614ESF-CCH-000-TU,MLX90614KSF-BBF-000-TU,MLX90614KSF-BBH-000-TU,MLX90614ESF-BCH-000-SP,MLX90614KSF-ACA-000-TU,MLX90614KSF-ACC-000-TU,MLX90614KSF-CAF-000-TU,MLX90614ESF-DCA-000-TU,MLX90614ESF-DCB-000-TU,MLX90614ESF-DCD-000-TU,MLX90614KSF-CAE-000-TU,MLX90614KSF-CAH-000-TU,MLX90614ESF-AAH-000-TU,MLX90614ESF-DBH-000-TU,MLX90614ESF-DBI-000-TU,MLX90614ESF-AAB-000-TU,MLX90614ESF-AAC-000-TU,MLX90614ESF-AAE-000-TU,MLX90614KSF-ACI-000-TU,MLX90614ESF-DCG-000-TU,MLX90614ESF-BCC-000-SP,MLX90614KSF-ABH-000-TU,MLX90614ESF-CCC-000-TU,MLX90614KSF-DAD-000-TU,MLX90614KSF-DAF-000-TU,MLX90614ESF-CCA-000-TU,MLX90614ESF-CCI-000-TU,MLX90614KSF-BCA-000-TU,MLX90614ESF-BAF-000-TU,MLX90614ESF-BAC-000-TU,MLX90614KSF-BAE-000-TU,MLX90614ESF-BCE-000-TU,MLX90614KSF-ABB-000-TU,MLX90614ESF-ABA-000-TU,MLX90614ESF-BCH-000-TU,MLX90614KSF-CBI-000-TU,MLX90614KSF-CBD-000-TU,MLX90614ESF-DBF-000-TU,MLX90614ESF-DBC-000-TU,MLX90614KSF-CBA-000-TU,MLX90614KSF-CAC-000-TU,MLX90614ESF-ACG-000-TU,MLX90614ESF-ABF-000-TU,MLX90614KSF-CCB-000-TU,MLX90614KSF-ACF-000-TU,MLX90614KSF-ABE-000-TU,MLX90614KSF-DCC-000-TU,MLX90614ESF-CAD-000-TU,MLX90614ESF-CBE-000-TU,MLX90614KSF-AAD-000-TU,MLX90614KSF-BAB-000-TU,MLX90614KSF-DBB-000-TU,MLX90614KSF-DAI-000-TU,MLX90614KSF-DAA-000-TU,MLX90614KSF-BBC-000-TU,MLX90614ESF-CCF-000-TU,MLX90614KSF-BCD-000-TU,MLX90614ESF-BBC-000-TU,MLX90614KSF-AAB-000-TU,MLX90614ESF-BBA-000-TU,MLX90614ESF-CAI-000-TU,MLX90614ESF-BBE-000-TU,MLX90614ESF-BBG-000-TU,MLX90614ESF-BBI-000-TU,MLX90614ESF-BCI 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数据手册 - MELEXIS - Rev 009 - 2015年06月29日 PDF 英文下载

MELEXIS的红外温度传感器阵列如MLX90640和FLIR的 Lepton热像仪模组，高德红外的TIMO晶圆级红外热像模组，从实现原理上，测温精度效果上。有什么差别？

你好，测量原理上应该都是一样的，通过感知4~14μm的红外辐射能量去换算成温度的，应该都是热电堆的原理，区别在于mlx90640是专门用来测量温度温度传感器采用的是TO封装，而lepton的模组是结合摄像头，将温度数据转换成红外伪码后与图像数据合成后的图像数据，直接可以通过AV接口连接显示设备显示的。高德的TIMO晶圆级红外热成像模组的话只是封装采用的IC封装，类似迈来芯的mlx90632，但是mlx90632是单点的而高德的是阵列的，精度上mlx90640温度范围在0~50°被测物体温度100°之内的话一般是±1.5°的精度，lepton的模组是±2℃/±2%，，高德的晶元级红外芯片的精度描述暂时没有看到。

技术问答发布时间 : 2020-05-30

【选型】可达医疗级0.2℃测温精度的红外测温传感器MLX90632用于医用手表，封装尺寸为330.95mm

随着社会的发展，各种医疗级的产品被广泛应用到我们日常生活的穿戴产品中。医疗级红外测温传感器也成为了刚性需求。尤其是新冠肆虐的这几年，测温的需求越来越多。Melexis推出的近距离主要应用于穿戴产品的红外测温传感器MLX90632受到市场的普遍欢迎。

器件选型发布时间 : 2022-12-20

当被测物体距离传感器MLX90614很近时测量温度准确，距离传感器较远时测量温度偏低，这是什么原因？

根据红外测温传感器的原理，传感器测得的被测物体的温度是视场角范围内的平均温度，当测量距离较远时视场角区域变大从而引入环境温度造成被测物体温度不准确，建议在规定范围内测量避免引入误差。

技术问答发布时间 : 2017-10-10

单点红外传感器MLX90615比MLX90614有哪些优势？

单点红外传感器MLX90615和MLX90614均是集成于硅衬底上的热敏电阻，用于测量环境（传感器）温度，置于薄膜上的热电堆热接头根据物体的红外辐射来感应环境和物体温度之间的温差，并将其转换为电压信号。但是MLX90614支持的视角范围(FOV)版本更多一些，MLX90615仅支持FOV为80°和100°。MLX90614支持被测物温度范围-40℃到380℃，MLX90615支持被测物温度范围- 40℃到115℃。MLX90615的封装体积更小，性价比更高，成功出货在耳温枪、工业设备监控等项目中。

技术问答发布时间 : 2016-10-25