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(zāi)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(huì)付出慘痛代價(jià)。
這段時(shí)間,各地設(shè)關(guān)設(shè)卡,過關(guān)就要測(cè)量體溫,幾乎都是在用額溫槍測(cè)量。想起當(dāng)年SARS的時(shí)候,我還在度高中,全班用一個(gè)水印體溫計(jì),挨個(gè)放腋下測(cè)量體溫,每人5分鐘,全班60個(gè)人,效率很低。那時(shí)候,紅外的額溫槍只有在電視中才能看到。時(shí)代在發(fā)展,科技也在進(jìn)步,今天簡(jiǎn)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(shè)備行業(yè)應(yīng)用廣泛。
可用于接觸式,連續(xù)監(jiān)測(cè)的溫度計(jì),也能做成藍(lán)牙模塊,無線測(cè)溫。注意:需要產(chǎn)線校準(zhǔn)后使用。
熱敏電阻型溫檢測(cè)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(cè)量時(shí)間:約1min
價(jià)格:小于2RMB(FPC+外圍電路)
典型應(yīng)用:
最大特點(diǎn):取代水銀溫度計(jì),安全可靠。
2 溫度傳感器IC
將熱敏器件集成進(jìn)IC內(nèi)部,集成ADC,I2C直接輸出溫度值的傳感器。不需要產(chǎn)線校準(zhǔn)。
這種傳感器有兩種原理:
- PN結(jié)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(jié)傳感原理的IC型溫檢測(cè)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(cè)量時(shí)間:約30s
價(jià)格:5~25RMB
典型應(yīng)用:
猜測(cè)體溫貼用的是這種IC,因?yàn)橥鈬娐贩浅:?jiǎn)單,產(chǎn)線無需校準(zhǔn)。
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(chǎn)線校準(zhǔn),測(cè)量結(jié)果受環(huán)境影響很大。
- 誤差:±0.5℃
-測(cè)量時(shí)間:5s - 價(jià)格:未知,比數(shù)字型熱電堆便宜
典型應(yīng)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(chǎn)線無需校準(zhǔn),測(cè)量結(jié)果受環(huán)境影響很大。
數(shù)字型熱電堆的最大優(yōu)勢(shì)是無需校準(zhǔn),電路簡(jiǎn)單,精度高。
誤差:±0.3℃
測(cè)量時(shí)間:5s
價(jià)格:約10RMB
典型應(yīng)用:
數(shù)字熱電堆還處于推廣階段,已經(jīng)量產(chǎn)的產(chǎn)品:智美德兒童手表,中興老人機(jī)。
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(dá)0.1℃,為什么?
其實(shí)誤差和精度是兩個(gè)概念,精度能探測(cè)到的最小溫度變化,誤差表示測(cè)量的準(zhǔn)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(chǎn)品都在用精度這個(gè)指標(biāo)來忽悠消費(fèi)者。
我們買到的耳溫槍準(zhǔn)確度能到0.5℃,也就是誤差能小于0.5℃就很不錯(cuò)了。
幾種技術(shù)的對(duì)比:
| 熱敏電阻型 | ±0.35℃ | 低 | 接觸 | 長(zhǎng) | 是 | 是 |
| IC型 | ±0.1℃ | 高 | 接觸 | 長(zhǎng) | 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(zhǔn)是一項(xiàng)非常有難度的工作,盡量不要選擇需要做溫度校準(zhǔn)的傳感器!
總結(jié)
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