温度传感器介绍
作者:AirCity 2020.2.11
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疫情還在持續(xù),這次災難性的事故再次告訴我們,人類每一次挑戰(zhàn)大自然,最終都會付出慘痛代價。
這段時間,各地設關設卡,過關就要測量體溫,幾乎都是在用額溫槍測量。想起當年SARS的時候,我還在度高中,全班用一個水印體溫計,挨個放腋下測量體溫,每人5分鐘,全班60個人,效率很低。那時候,紅外的額溫槍只有在電視中才能看到。時代在發(fā)展,科技也在進步,今天簡單聊下溫度傳感器。
1 熱敏電阻型:
熱敏電阻型傳感器都是無源器件,需要外部上拉電阻,ADC電路配合使用。在電子設備行業(yè)應用廣泛。
可用于接觸式,連續(xù)監(jiān)測的溫度計,也能做成藍牙模塊,無線測溫。注意:需要產線校準后使用。
熱敏電阻型溫檢測的理論最優(yōu)性能如下:
精度:±0.1℃
誤差:±0.35℃
尺寸:0.5x0.5x1.0,不考慮外圍其他器件。
測量時間:約1min
價格:小于2RMB(FPC+外圍電路)
典型應用:
最大特點:取代水銀溫度計,安全可靠。
2 溫度傳感器IC
將熱敏器件集成進IC內部,集成ADC,I2C直接輸出溫度值的傳感器。不需要產線校準。
這種傳感器有兩種原理:
- PN結傳感,超高精度,超低誤差,比較常用。
- 熱敏電阻傳感,超高精度,誤差與熱敏電阻相同,不常用。
PN結傳感原理的IC型溫檢測的理論最優(yōu)性能如下:
精度:±0.01℃
誤差:±0.1℃
尺寸:4x04x1.0,不考慮外圍其他器件。
測量時間:約30s
價格:5~25RMB
典型應用:
猜測體溫貼用的是這種IC,因為外圍電路非常簡單,產線無需校準。
3 熱電堆(模擬)
熱紅外原理的傳感器,模擬輸出,需要ADC,需要產線校準,測量結果受環(huán)境影響很大。
- 誤差:±0.5℃
-測量時間:5s - 價格:未知,比數(shù)字型熱電堆便宜
典型應用:額溫槍,耳溫槍
市面上大部分額溫槍,耳溫槍用的都是這種器件。器件,方案,算法都比較成熟。
4 熱電堆(數(shù)字)
熱紅外原理的傳感器,I2C輸出,產線無需校準,測量結果受環(huán)境影響很大。
數(shù)字型熱電堆的最大優(yōu)勢是無需校準,電路簡單,精度高。
誤差:±0.3℃
測量時間:5s
價格:約10RMB
典型應用:
數(shù)字熱電堆還處于推廣階段,已經(jīng)量產的產品:智美德兒童手表,中興老人機。
上面列出的不同種類的傳感器誤差都比較大,好像市面上聲稱的精度都高達0.1℃,為什么?
其實誤差和精度是兩個概念,精度能探測到的最小溫度變化,誤差表示測量的準確度。精度很容易做到,只要ADC位數(shù)足夠即可,但誤差很難做到很小。失眠上的產品都在用精度這個指標來忽悠消費者。
我們買到的耳溫槍準確度能到0.5℃,也就是誤差能小于0.5℃就很不錯了。
幾種技術的對比:
| 熱敏電阻型 | ±0.35℃ | 低 | 接觸 | 長 | 是 | 是 |
| IC型 | ±0.1℃ | 高 | 接觸 | 長 | 是 | 否 |
| 模擬熱電堆 | ±0.5℃ | 高 | 非接觸 | 短 | 否 | 是 |
| 數(shù)字熱電堆 | ±0.3℃ | 中 | 非接觸 | 短 | 否 | 否 |
注意:溫度校準是一項非常有難度的工作,盡量不要選擇需要做溫度校準的傳感器!
總結
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