Ya aina nne za kawaida za sensorer ya joto - thermocouples, vifaa vya joto la upinzani, thermistors na sensor ya joto ICS - Sensor ya joto ICS ni chaguo nzuri kwa miundo ya matibabu na afya. Kwa kawaida, hawana haja ya mstari, hutoa kinga nzuri ya kelele na ni rahisi kuunganisha kwenye vifaa vya afya vinavyoweza kuvaa. Kwa kuhisi bila kuwasiliana, thermometers ya infrared inaweza kutumika.
Vigezo muhimu ni ukubwa, matumizi ya nguvu na unyeti wa mafuta. Mwisho ni muhimu kwa usahihi wa daraja la kliniki kwa sababu hata nguvu ya muda mfupi (μW) inaweza kuchochea sensor na kusababisha masomo yasiyo sahihi. Kuzingatia nyingine ni aina ya interface (digital au analog), ambayo itaamua vipengele vinavyohusishwa, kama vile microcontroller.
Usahihi wa daraja la kliniki
Mkutano wa usahihi wa kliniki, kwa ASTM E112 (mbinu za mtihani wa kawaida kwa kuamua ukubwa wa nafaka wastani), huanza na sensor inayofaa. Maxim Integrated Max30208 ya sensorer ya joto ya digital, kwa mfano, kipengele ± 0.1 ° C usahihi kutoka + 30 ° C hadi + 50 ° C na ± 0.15 ° C usahihi kutoka 0 ° C hadi 70 ° C. (Maxim Integrated ilitolewa na vifaa vya analog mwezi Agosti 2021.) Vifaa vya kupima 2x2x0.75mm na iko katika mfuko wa LGA wa 10PIN (Kielelezo 1). ICS inafanya kazi kutoka kwa voltage ya usambazaji wa 1.7V-3.6V na hutumia chini ya 67μA katika operesheni na 0.5μA katika kusubiri.
Ni muhimu kwamba joto la sensorer mwenyewe halishathiri kusoma kwa kipimo cha kifaa kilichovaa. Joto la sensor ya IC, ambalo linasafiri kutoka kwa PCB kupitia mfuko, inaongoza kwa sensor kufa na inaweza kuathiri usahihi. Katika sensor ya joto IC, joto hili linafanywa kupitia pedi ya mafuta ya chuma kwenye chini ya mfuko, na kusababisha joto la vimelea. Hii inaweza kusababisha conduction ya mafuta na nje ya pini nyingine, kuingilia kati na vipimo vya joto.
Kuna mbinu kadhaa za kukabiliana na joto la vimelea. Maelekezo nyembamba yanaweza kutumiwa kupunguza conductivity ya mafuta mbali na IC sensor. Waumbaji wanaweza kupima joto juu ya mfuko, mbali kama iwezekanavyo kutoka kwa pini za IC, badala ya kutumia pedi ya mafuta. Hii ndiyo kesi kwa max30208clb + na sensorer nyingine ya joto ya digital.
Chaguo jingine ni kuweka vipengele vingine vya elektroniki mbali na kipengele cha kuhisi iwezekanavyo ili kupunguza athari zao kwenye kipimo cha joto.
Mazingatio ya kubuni ya mafuta
Ili kuhakikisha kutengwa kwa joto kutoka vyanzo vya joto katika vifaa vyenye kuvaa kuna lazima iwe na njia nzuri ya mafuta kati ya kipengele cha kuhisi joto na ngozi ya mtumiaji. Eneo chini ya mfuko hufanya kuwa changamoto kwa PCB kwa njia ya tracks ya chuma kutoka kwa hatua ya kuwasiliana na mwili.
Mfumo unapaswa kuundwa ili sensor iwe karibu iwezekanavyo kwa joto la lengo la kupimwa. Kutumia sensorer za Max30208, miundo ya kuvaa na patches za matibabu zinaweza kutumia PCBs ya Flex au SEMI-rigid. Sensorer ya joto ya digital ya max30208 inaweza kushikamana moja kwa moja na microcontroller kwa kutumia cable rahisi ya gorofa au cable ya printer ya gorofa.
Ni muhimu kuweka sensor ya joto IC kwenye upande wa Flex ya PCB, ambayo hupunguza upinzani wa mafuta kati ya uso wa ngozi na sensor. Waumbaji wanapaswa pia kupunguza unene wa bodi ya flex kwa ajili ya kubadilika kwa ufanisi na kuwasiliana vizuri.
sensorer Digital joto ni kawaida wanaohusishwa na microcontroller kupitia I2C Serial interface. Maxim ya MAX30208CLB +, kwa mfano, hutumia 32-neno la kwanza katika nje ya kwanza ya kujenga sensor joto kuanzisha rejista sadaka hadi 32 masomo joto, kila inahusu ka mbili. Hii inaruhusu microcontroller kulala kwa muda mrefu zaidi madarakani Kuhifadhi (Kielelezo 2). kumbukumbu-mapped rejista pia kuruhusu sensorer katika toleo ya juu na chini ya kizingiti kengele digital joto.
madhumuni ya pembejeo / pato siri inaweza kimeundwa kusababisha joto kubadilika na mwingine kimeundwa kuzalisha kiingilio kwa bits selectable hali.
Kiwanda calibration
Wengi digital sensorer joto ni kiwanda-sanifu, kuondoa haja ya recalibration mara moja kwa mwaka, kama ilivyo kwa wengi sensorer urithi joto. Hii Mataro haja ya kuendeleza programu ya linearise pato, pamoja na kuiga na faini-tune mzunguko. Zaidi ya hayo, ni hupunguza haja ya vipengele mbalimbali usahihi na hupunguza hatari ya mismatches Impedans.
AS621x familia ya sensorer joto kutoka ams ni kiwanda sanifu na ina jumuishi linearisation (Kielelezo 3). Pia ina nane I2C anwani kwa ufuatiliaji joto katika nane ya uwezo matangazo ya moto kupitia mabasi moja. interface Serial na anwani nyingi I2C kufanya prototyping na kuunda ukaguzi rahisi.
Matoleo sahihi kwa ± 0.2 ° C, ± 0.4 ° C na ± 0.8 ° C zinapatikana. Kwa ajili ya mifumo ya afya-kuhusiana ufuatiliaji, usahihi ndani ya ± 0.2 ° C ni wa kutosha (AS6212-AWLT-L). Vifaa vyote AS621x na 16bit azimio kugundua tofauti ndogo katika joto juu ya -40 ° C kwa + 125 ° C uendeshaji mbalimbali.
AS621x hatua 1.5mm2 na huja katika kaki cha mfuko Chip wadogo. Ugavi voltage ni 1.71V kwa 6μA matumizi wakati wa operesheni na 0.1μA katika kusubiri, na kufanya AS6212-AWLT-L hasa inafaa kwa programu betri-powered.
sensorer contactless joto
vipima joto Infrared kufanya yasiyo ya kuwasiliana joto vipimo vya joto la kawaida na joto la kitu.
vipima joto huo kuchunguza nishati yoyote juu 0 Kelvin (zero kabisa) unaotolewa na kitu mbele ya kifaa. detector waongofu nishati katika ishara ya umeme na hupita kwa processor kutafsiri na kuonyesha data baada kufidia kwa tofauti unasababishwa na joto la kawaida.
Mfano ni MLX90614ESF-BCH-000-TU infrared thermometer kutoka Melexis. Hiyo inajumuisha infrared thermopile detector Chip na ishara ya hali Chip kuingizwa katika TO-39 mfuko (Kielelezo 4). Pia kuna kelele za amplifier, 17-bit analog na digital kubadilisha na digital signal processor kwa usahihi na azimio.
vipima joto infrared ni kiwanda sanifu kwa joto mbalimbali ya -40 ° C hadi 85 ° C (kawaida) na -70 ° C kwa 382.2 ° C kwa kitu joto. Standard usahihi ni 0.5 ° C joto la kawaida.
sensor ni kiwanda sanifu na digital SMBus pato na ina utatuzi wa 0.02 ° C. Njia nyingine, wabunifu Unaweza kusanidi 10bit Pulse upana modulering (PWM) digital pato na azimio la 0.14 ° C.
msaada wa Maendeleo
sensorer MAX30208 ni mkono na MAX30208EVSYS mfumo # tathmini, ambayo ni pamoja PCB flex kushikilia MAX30208 joto sensor IC (Kielelezo 5). MAX32630FTHR microcontroller bodi na MAX30208 interface bodi ni kushikamana kupitia vichwa. vifaa tathmini yanaweza kushikamana na PC kutumia zinazotolewa kebo ya USB. mfumo basi moja kwa moja kufunga muhimu madereva kifaa tayari kwa ajili ya programu EV kit kupakuliwa.
Kwa kupima joto mwili katika maeneo mengi, MAX30208 ICS joto yanaweza kushikamana kupitia anwani za I2C katika utaratibu daisy mnyororo kwa moja betri na jeshi microcontroller. Kila sensor joto ni waliohojiwa na microcontroller mara kwa mara ili kujenga wasifu za za joto ndani na mwili mzima.
Waendelezaji wanaweza kutumia bodi ya Mikroe-1362 ya Irthermo kutoka Mikroelektronika kwa matumizi na sensor ya infrared ya MLX90614.Hii inaunganisha moduli ya thermometer ya MLX90614ESF-AAA moja kwa moja kwenye bodi ya microcontroller kupitia mstari wa mikrobus i2c au mstari wa PWM (Kielelezo 6).
Bodi ya 5V ni calibrated kwa -40 ° C hadi 85 ° C joto la kawaida na -70 ° C hadi + 380 ° C vitu vya joto.
