紅外溫度傳感不用接觸物體便可測(cè)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(jiǎn)單。對(duì)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(guò)I2C讀取RAM里的信息就可以了。有些芯片還會(huì)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(jiǎn)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(cè)量精度上面來(lái)。

Digi-Key提供廣泛的Digi-Key紅外溫度傳感器，供開(kāi)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(cè)溫距離多遠(yuǎn)？單是這么問(wèn)，不夠準(zhǔn)確。可以把紅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(jiàn)。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(cè)溫儀測(cè)量區(qū)域直徑S的比值。

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

如何計(jì)算距離系數(shù)

一般溫度傳感器都會(huì)給出視場(chǎng)角（FOV，field of view）這個(gè)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(hào)敏感度50%時(shí)作為測(cè)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(gè)大類(lèi)下面，傳感器類(lèi)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(guò)程中還有幾個(gè)比較重要的參數(shù)，如“檢測(cè)溫度-遠(yuǎn)程”、“電源-電壓”、“分辨率”、“輸出類(lèi)型”、“精度”等。其中，“精度”這個(gè)參數(shù)要特別小心。推薦仔細(xì)閱讀數(shù)據(jù)手冊(cè)。有些紅外溫度傳感器，會(huì)對(duì)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(gè)是針對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域，體溫這個(gè)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(cè)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?jiàn)直插型的紅外溫度傳感器都會(huì)有一個(gè)金屬外殼，這個(gè)的主要作用是為了減少熱噪聲。沒(méi)有這個(gè)外殼的話，空氣的流動(dòng)帶來(lái)的熱噪聲，可能就會(huì)影響精度。因此，對(duì)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(gè)金屬外殼來(lái)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?chē)コ槐匾腜CB板材來(lái)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(huì)做溫度補(bǔ)償功能，來(lái)達(dá)到降噪的目的。如Melexis MLX90614會(huì)對(duì)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(cè)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(cè)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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