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深圳核心技術人員 SLKOR Micro Semicon Co., Ltd.來自清華大學和韓國延世大學。他們以新材料、新製程、新產品引領公司發展,較早掌握了國際領先的第三代半導體碳化矽功率元件技術。
SLKOR 是一家集電子元件設計、開發、生產、銷售於一體的高新技術企業。為客戶提供可靠的產品和配套技術服務。這 ”SLKOR「品牌已逐步發展成為國際知名品牌,並與全球10,000多家合作夥伴共同成長。
努力為客戶提供全系列的產品及相應的解決方案, SLKOR 現已推出數位紅外線熱電堆非接觸測溫應用設計演示板系列使用教學。
1.1名: SLKOR 數位紅外線熱電堆非接觸式溫度測量應用。
1.2應用:智慧穿戴裝置、智慧型手機、工業溫度監測、非接觸表面人體測溫、智慧溫度感測與控制等小型短距離測溫設備。
1.3 晶片功能:
这 SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx 是一款表面貼裝數位紅外線熱電堆晶片,適用於非接觸式溫度測量應用。該晶片由NTC、紅外線熱電堆、訊號調理電路和高解析度ADC組成。使用者可以透過I2C匯流排直接與感測器通信,讀取數據,無需其他週邊。從ADC中取得NTC和熱電堆對應的取樣數據,然後MCU將原始數據轉換為使用者所需的溫度值。可應用於-40℃至130℃的溫度環境,且測量溫度範圍較寬,介於-40℃至530℃之間。
2. 典型應用電路圖
2.1 電路原理:
的引腳 SLKOR SL-S-TRS-5.5Dx晶片包括電源、I2C匯流排和一個位址設定。電源電壓的允許範圍為2.5 - 5V。 I2C 的數據線和時脈線被上拉。 ADDR 接腳是裝置 I2C 位址的最低有效位元。如果不需要使用兩個感測器,可以直接連接到GND或VCC。感測器本身的功耗非常低。電源和地之間一個 0.1uF 的電容就足夠了。如果感測器距離電源部分比較遠,可以考慮額外增加10uF的電容,以確保電源的穩定性。
2.2的 SLKOR SL-W-TRS-5.5Dx晶片提供I2C通訊協定進行串行通訊。 通訊協定的選擇是基於CSB狀態。 I2C匯流排使用SCL和SDA作為訊號線。兩條線都透過外部上拉電阻連接到 VDDIO,以便在總線空閒時保持高電平。 SL-S-TRS-2D5.5 的 I1C 晶片位址如下表所示。 7 位元元件位址的最低有效位元 (LSB) 由 SDO 引腳確定。如果SDO連接到VDDIO,則7位元I2C位址為「1101101」。如果SDO連接到GND,則7位元I2C位址為「1101100」(如下圖所示)。
I2C晶片位址
I2C 總線特性
I2C時序圖
I2C通訊協定
2.3 當SCL為高電位,SDA同時出現下降沿時,標誌著I2C資料通訊的開始。 I2C 主設備依序傳送從設備的位址(7 位元),然後透過方向控制位元 R/W 選擇讀取或寫入操作。當從裝置辨識到此位址後,會產生一個應答訊號,並在第九個 SCL(ACK)週期內將 SDA 拉低。當 SCL 為高電位且 SDA 出現上升沿時,標誌著 I2C 資料通訊的結束。 SDA 上傳輸的資料在 SCL 為高電位時必須保持穩定。只有當 SCL 為低電位時,SDA 上傳輸的值才能改變。
3.SMD - 6P, 4.7x3.8mm 封裝及尺寸
3.1 引腳定義
影響溫度測量的因素
4.1 晶片一致性的影響
對於同一類型的熱電堆感測器,其本身的輸出特性是固定的。這裡的「特性」是指晶片的電壓輸出受環境和物體溫度影響的一致「趨勢」。各個熱電堆感測器之間的差異在於材料和生產過程。在相同的外部條件下,感測器的絕對輸出並不完全相同,但可以認為它們之間存在恆定的倍數關係。
4.2 視場角(FOV)的影響
由於熱電堆感測器位於晶片內部,因此晶片上會留下一個窗口,並配合紅外線濾光片作為透光窗口。感測器的視場近似等於晶片截面上連接熱電堆體的連線與透光窗兩側的交線所形成的角度。對於紅外線熱電堆感測器,晶片視場內的物體與感測器本體存在溫差會影響最終的輸出。在一般紅外線測溫儀的應用中,感測器與金屬套筒安裝在一起,內部使用透鏡或聚光杯將紅外線會聚到感測器上。金屬套管的作用是為感測器提供穩定的環境溫度,並配合光學設計使溫度計具有指定的視場角。對於空間充足的非穿戴設備,建議在設計過程中將感測器底部和側面接地,並添加金屬光杯,以增加感測器的熱容量,縮小視野角,延長溫度測量距離。如果是空間受限的可穿戴設備,可根據特定產品形式將感測器佈置在距離外殼2-3mm處。當視野滿足時,開口可設計成盆形。需要注意的是,普通可見光鏡片一般不透過遠紅外光。感測器本身是密封的。如果需要整體密封設計,可以用泡棉密封,也可以用透紅外線矽濾光片(鏡片材質與感光元件相同,方形採購成本較低)進行密封。如果需要改變測溫結構的視場,且結構中不允許有金屬套管,則需要考慮視場內非被測物體的溫度。在某些情況下,可以透過補償來獲得期望的溫度測量結果。
4.3 測溫距離的影響
由於紅外線輻射的強度與與物體的距離成反比,為了測量精度,一般額葉的應用都會要求在一定距離(3-5cm)內進行測量。特別是當紅外線感測器用於近距離體溫測量時,由於與皮膚的距離很近,距離因素對感測器輸出影響很大。因此,通常需要進行特殊的校準和測試。
4.4 溫度穩定性的影響
由於一般溫度測量和感測器輸出電壓的測量是逐步完成的,每次轉換需要較長的時間,並且感測器有一定的反應時間。因此,如果測量過程中環境溫度不穩定,則獲得的溫度與輸出電壓不同步,會導致測量結果與實際溫度值有差異。因此,感測器本體溫度的穩定性也顯得格外重要。如果結構允許,最好在感測器上或周圍使用金屬部件以增加熱穩定性。
5. 設計注意事項
在應用設計中,需要了解的關鍵點是測量物件的材質(液體、固體或人體)、測量距離、測量溫度範圍。應根據應用環境進行演算法最佳化和開發,以提高測量精度。原晶片演算法只保證感測器在熱平衡和等溫條件下(感測器封裝上沒有溫差)有這個精度。如果感測器封裝存在溫差,測量精度就會受到影響。可能導致感測器封裝出現溫差的情況包括,例如,感測器底部或側面有較熱(或較冷)的元件,或感測器距離被測物體非常近,被測物體會局部發熱感測器。




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