红外数字体温计的设计挑战及器件选型

迈肯思工控
发布时间:2019-11-27

      由于具有速度、精度、效率和成本优势,红外(IR)数字温度计已经取代传统的水银体温计。耳部数字体温计利用热电堆传感器测量耳膜散发的红外热量,该热量反映了视丘下部的温度。

      热电堆红外传感器由多个热电偶串联组成。每个热电偶由两种不同的金属组成,当结温不同时便产生一个电压。热电偶位于热电堆的热区和冷区。结点的冷端与温度稳定体焊接在一起,因此与环境温度隔离。结点的热端暴露在耳膜的入射辐射下。为了提供有效的散热,在热量方面,热结点与冷结点是是隔离的。通常利用电热调节器对热电偶的冷结点进行测量,以提供精确的环境温度测量。某些热电堆传感器拥有内置电热调节器,可以测量环境温度,因此允许对目标温度进行计算。

      热电堆输出信号与频率的关系十分稳定,它直接与入射辐射强度成正比。检测传感器产生100μV~900μV范围的输出电压,测量这样的微弱信号是对信号调理电路的一项严峻挑战。

 

               利用热电堆传感器构建红外数字体温计
解决方案

      红外数字体温计等电池供电便携式应用要求低功耗并采用单电源工作。高精度的AD8538自稳零放大器具有低功耗、低输入偏置电流、极低失调电压、极低失调漂移以及高开环增益,以确保最佳的系统性能。AD8538工作电流低,最大电源电流180μA,VOS最大值为13μV,TCVOS典型值为30nV/°C。AD8538具有轨对轨输入/输出,工作电压2.7V,采用5引脚TSOT封装。

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