Melexis MLX90614即插即用型红外温度传感器替代HMS-J11-F5.5

2019-03-12 世强
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MELEXIS是全球知名的微电子半导体解决方案供应商。旗下的红外温度传感器通常采用模数一体化设计,内置数字信号处理单元,并集成多种类型的接口,方便开发人员使用。


根据普朗克原理的推论,红外温度传感器的输出电压与被测物体的绝对温度的4次方成线性关系,如下式所示:其中U为传感器输出电压,εobjεt分别为被测物体和传感器的发射系数,为固定值;TobjTe为被测物体温度和传感器的环境温度,其中Te通常采用热敏电阻直接测量;S为传感器电压敏感度,为定值;K为玻尔兹曼常数。在实际应用中,通过采样传感器输出电压U和环境温度可计算出被测物体的温度。

目前温度传感器市场品种繁多,在产品设计选型时既要考虑器件价格成本,也要考虑开发带来的时间、人力成本。在常规的测温应用中,笔者推荐Melexis(迈来芯)公司生产的即插即用型红外温度传感器MLX90614,外观如图1所示,该传感器集成热电堆红外传感器芯片和信号处理芯片,相比于应用较多的温差传感器HMS-J11-F5.5,具有更高的性价比。


图1 MLX90614


HMS-J11-F5.5是德国海曼生产的温差传感器,内部集成热电堆温度传感器和100KΩ(@25℃)热敏电阻,工作温度范围-20℃~100℃,光敏面积0.36mm2,热电堆电阻86K(典型值),电压敏感度35V/W,带有厚度0.525um的硅滤波片,可以过滤掉低于5.5um(25℃)波,采样TO-46封装。内部热敏电阻用于测量环境温度,根据上面的公式可计算目标物体的表面温度。该传感器输出模拟电压,外部需经过调理电路、ADC采样电路,然后由MCU运算处理得到温度结果。可见要得到目标物体温度的过程复杂,而且整个测温电路采样分立器件,容易受到环境的干扰,精度难以保证。


MLX90614工作温度范围可达-40℃~+125℃,宽于HMS-J11-F5.5;内部集成先进的低噪声放大器,一颗17位ADC以及DSP单元,使用时无需外部附加电路直接输出结果;采样TO-39封装,比HMS-J11-F5.5体积更小,有助于减少PCB布线成本,而且将信号处理电路封装在金属壳中,能大大减少环境因素的干扰。MLX90614在室温条件下可提供标准精度为±0.5℃;在人体温度范围内,最高可以提供±0.1℃的精度,可应用于医疗领域;工作电压3V或5V,且具有PWM和SMBus两种数字输出方式,兼容市面上绝大多数MCU;该传感器具有特制的光过滤器,仅能透过5.5~14um的红外光,可大大减少环境光对测量结果的影响,而HMS-J11-F5.5仅对5.5um以下的光阻断,相比之下仅热电偶传感器单元,MLX90614就能提供更高的测量精度。


MLX90614的售价高于HMS-J11-F5.5不到1倍,但笔者认为MLX90614具有集成的信号处理电路,更小的体积,且易于使用,降低了其他原材料和研发成本,具有更高的性价比。

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描述- 本资料主要描述了MLX红外温度传感器的工作原理、产品介绍及应用、设计问题及相关资料指引

型号- MLX90632SLD-BCB-000-RE,MLX90614DCC,MLX90614ESF-DCI,EVB90640,EVB90641,MLX90614ESF-DCC-000,MLX90614,MLX90615,MLX9064X,SGM2036-3.0,MLX90614ESF-DCI-000,MLX90615SSG-DAG-000,MLX90614ESF-ACC-000,MLX90640,ZTP-148,MLX90641,EVB90640-41,SGM2036,MLX90632,TS305

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