Iš keturių bendrų tipų temperatūros jutikliai - termoporos, atsparumo temperatūros įtaisai, termistoriai ir temperatūros jutiklis - temperatūros jutiklis IC yra geras pasirinkimas kontaktines medicinos ir sveikatos priežiūros dizaino. Iš esmės jie nereikalauja linearizacijos, jie siūlo gerą triukšmo imunitetą ir yra gana lengva integruoti į nešiojamus ir nešiojamus sveikatos priežiūros įrenginius. Dėl bekontaktiniais jutikliais gali būti naudojami infraraudonųjų spindulių termometrai.
Pagrindiniai parametrai yra dydis, energijos suvartojimas ir šiluminis jautrumas. Paskutinis yra svarbus klinikinio laipsnio tikslumui, nes net trumpalaikė galia (μW) gali šildyti jutiklį ir sukelti netikslius rodmenis. Kitas atlygis yra sąsajos (skaitmeninio ar analoginio) tipas, kuris nustatys susijusius komponentus, pvz., Mikrokontrolį.
Klinikinio laipsnio tikslumas
Susitikimas su klinikinio laipsnio tikslumu, už ASTM E112 (standartiniai bandymo metodai nustatyti vidutinį grūdų dydį), prasideda atitinkamu jutikliu. MAXIM integruota MAX30208 skaitmeninių temperatūros jutikliai, pavyzdžiui, funkcija ± 0,1 ° C tikslumą nuo + 30 ° C iki + 50 ° C ir ± 0,15 ° C tikslumą nuo 0 ° C iki 70 ° C temperatūroje. ("Maxim" integruota buvo įsigyta "Analog Devices" 2021 m. Rugpjūčio mėn.) Įrenginiai 2x2x0,75 mm ir yra ploname 10Pin LGA pakete (1 pav.). ICS veikia nuo 1,7V-3,6V maitinimo įtampos ir suvartoja mažiau nei 67μA veikimo ir 0,5μA budėjimo režimu.
Svarbu, kad jutiklio temperatūra neturi įtakos matavimo skaitymui nešiojamo prietaiso. Jutiklio IC šiluma, kuri keliauja iš PCB per paketą, sukelia jutiklį ir gali turėti įtakos tikslumui. Temperatūros jutiklio IC, ši šiluma atliekama per metalinį šiluminę padėklą ant pakuotės apačios, todėl parazitinis šildymas. Tai gali sukelti terminį laidumą ir iš kitų kaiščių, trukdančių temperatūros matavimams.
Yra keletas metodų, kad būtų galima kovoti su parazitiniu šildymu. Ploni pėdsakai gali būti naudojami siekiant sumažinti šiluminį laidumą nuo jutiklio IC. Dizaineriai gali išmatuoti temperatūrą pakuotės viršuje, kiek įmanoma toli nuo IC PIN, o ne naudoti šiluminę padėklą. Taip yra MAX30208CLB + ir kiti MAX30208 skaitmeninių temperatūros jutikliai.
Kitas variantas yra įdėkite kitus elektroninius komponentus kuo toli nuo jutimo elemento, kad būtų sumažintas jų poveikis temperatūros matavimui.
Šilumos dizaino aspektai
Siekiant užtikrinti šilumos izoliaciją nuo šilumos šaltinių nešiojamuose įrenginiuose, turi būti geras šiluminis kelias tarp temperatūros jutimo elemento ir naudotojo odos. Vieta po paketu yra sudėtinga PCB keliu į metalo takelius nuo kontakto su kūnu taško.
Sistema turėtų būti suprojektuota taip, kad jutiklis būtų kuo arčiau matuojamos tikslinės temperatūros. Naudojant MAX30208 jutiklius, nešiojamus dizainus ir medicinos pleistrus galima naudoti flex arba pusiau standų PCB. MAX30208 skaitmeninių temperatūros jutikliai gali būti prijungti tiesiai prie mikrovaldiklio, naudojant plokščią lanksčią kabelį arba plokščią spausdintuvo kabelį.
Labai svarbu įdėti temperatūros jutiklio IC ant flex pusėje PCB, kuris sumažina šiluminį atsparumą tarp odos paviršiaus ir jutiklio. Dizaineriai taip pat turėtų sumažinti lankstumo lentos storį efektyviam lanksčiui ir geresniam kontaktui.
Skaitmeniniai temperatūros jutikliai paprastai yra susijęs su mikrokontrolerių per I2C serijine sąsaja. Maksim MAX30208CLB +, pavyzdžiui, naudoja 32-žodį FIFO sukurti temperatūros jutiklis nustatymas Registruotis siūlo iki 32 temperatūros rodmenis, kurių kiekvieną sudaro du baitai. O tai leidžia mikrokontrolerio miego ilgą laiką taupyti energiją (2 pav.) Atminties-priskirti registrai taip pat leidžia jutikliai pasiūlyti aukštos ir žemos slenksčio skaitmeninis temperatūros signalizacija.
Bendras tikslas įvesties / išvesties kaištis gali būti sukonfigūruotas taip, kad sukelti temperatūros konversiją, o kitas sukonfigūruotas taip, kad generuoti pasirenkamos būsenos bitai nutraukti.
gamykla kalibravimas
Daugelis skaitmeninių temperatūros jutikliai gamykloje kalibruoti, panaikinant perkalibravimu kartą per metus būtina, kaip yra daugelyje palikimas temperatūros jutiklių atveju. Tai aplinkkelių poreikis plėtoti programinę įrangą linearise išvestį, taip pat modeliuoti ir sureguliuoti grandinę. Be to, jis pašalina keliais Precision Components poreikį ir sumažina varžos nesutapimo riziką.
AS621x šeimos temperatūros daviklių iš AMS gamykla kalibruojama ir turi integruotą Linearizacijos (3 pav). Ji taip pat turi aštuonis I2C adresus temperatūros monitoringo aštuonių potencialių karštuosius taškus per vieną autobusą. Serijos sąsaja ir daug I2C adresai markę prototipų ir projektavimo patikros lengviau.
Versijos paklaida ± 0,2 ° C, ± 0,4 ° C ir 0,8 ° C ± yra prieinami. Sveikatos-susijusiose stebėjimo sistemų, tikslumo daugiau kaip ± 0,2 ° C yra pakankamas (toliau AS6212-AWLT-L). Visi AS621x įtaisai turi 16bit rezoliuciją aptikti mažus temperatūros pokyčių per -40 ° C iki + 125 ° C eksploatavimo intervale.
AS621x priemonės 1.5mm2 ir ateina vaflių lygio lustas masto paketą. Maitinimo įtampa yra 1.71V su 6μA vartojimo veikimo ir 0.1μA bud metu, todėl AS6212-AWLT-L ypač tinka baterijos programas.
Bekontakčiai temperatūros jutikliai
Infraraudonųjų spindulių termometrai atlikti bekontakčiams temperatūrai matuoti aplinkos temperatūros ir objekto temperatūrą.
Tokie termometrai aptikti bet kokį energiją virš 0 Kelvino (absoliutus nulis) skleidžiamos, prieš kurią prietaiso objekto. Detektorius paverčia energiją į elektros signalą ir perduoda jį procesorius interpretuoti ir rodyti duomenis po to, kai kompensuoti variantų, dėl aplinkos temperatūroje.
Pavyzdys yra MLX90614ESF-BCH-000-tu infraraudonųjų spindulių termometras nuo Melexis. Ji turi infraraudoną Termoelements detektoriaus lustą ir signalų kondicionavimo lustą integruotą į TO-39 paketo (4 pav). Taip pat yra žemas triukšmo stiprintuvas, 17 bitų analoginio prie skaitmeninio keitiklio ir skaitmeninio signalo procesorius tikslumą ir skiriamąją gebą.
Infraraudonųjų spindulių termometrai gamykloje kalibruotas tam temperatūrų intervale nuo -40 ° C iki 85 ° C (aplinkos) ir -70 ° C iki 382,2 ° C temperatūros objektas. Standartinis tikslumas yra 0,5 ° C ir kambario temperatūros.
Jutiklis yra gamykla kalibruoti su skaitmeniniu SMBus produkcijos ir turi 0,02 ° C skiriamąją gebą. Arba dizaineriai galite konfigūruoti 10bit impulso pločio moduliacijos (PWM) Skaitmeninis išėjimas su 0,14 rezoliucijos ° C.
plėtros paramos
Kad MAX30208 jutikliai yra palaikoma MAX30208EVSYS # vertinimo sistema, kuri apima lankstų PCB surengti MAX30208 temperatūros jutiklis IC (5 pav). MAX32630FTHR mikrovaldiklis valdyba ir MAX30208 sąsajos plokštė yra prijungtas per antraštes. Vertinimo aparatūros gali būti prijungtas prie kompiuterio naudojant USB kabelį. Tada sistema automatiškai įdiegti būtinų įrenginių tvarkykles pasirengusi E. komplektas programinės įrangos galima atsisiųsti.
Matavimo kūno temperatūrą keliose vietose, MAX30208 temperatūros mikroschemos gali būti prijungtas per I2C adresų į Daisy grandinės išdėstymas į vieną bateriją ir priimančiosios mikrovaldikliu. Kiekvienas temperatūros jutiklis apklaustųjų mikrokontroleriu reguliariai sukurti tiek vietos ir viso kūno temperatūrą profilį.
Kūrėjai gali naudoti "Mikroe-1362" irthero paspaudimo lentą iš Mikroelektronika naudoti su MLX90614 infraraudonųjų spindulių jutikliu.Tai nuorodos MLX90614ESF-AAA vienos zonos infraraudonųjų spindulių modulio modulį prie mikrokontrolerio plokštės per MIKROBUS I2C liniją arba PWM liniją (6 pav.).
5V lenta yra kalibruojama -40 ° C iki 85 ° C aplinkos temperatūrai ir -70 ° C iki + 380 ° C objekto temperatūros intervalai.
