学习目标:
了解:红外非接触温度计的原理,注意事项
掌握:红外非接触温度计的使用方法
学习内容:
1、整体描述
MLX90614是一款红外非接触温度计。TO-39金属封装里同时集成了红外感应热电堆探测器芯片和信号处理专用集成芯片。由于集成了低噪声放大器、17位模数转换器和强大的数字信 号处理单元,使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。温度计具备出厂校准化,有数字 PWM和 SMBus(系统管理 总线)输出模式。作为标准,配置为 10 位的 PWM 输出格式用于连续传送温 度范围为-20…120 ˚C 的物体温度,其分辨率为 0.14 ˚C。 POR 默认模式是 SMBus 输出格式。
计算所得物体温度和环境温度存储在 MLX90302 的 RAM 单元,温度分辨率为 0.01 ˚C,并 可通过两线 SMBus兼容协议接口 (0.02°C分辨率)或是 10位 PWM (脉宽调制) 输出模式输出。
作为标准, MLX90614 将物体发射率校准为 1。但用户可在无需黑体的情况下,简易地将发射率在 0.1…1.0 之间改变。10-位 PWM 输出模式是连续输出所测物体温度的标准配置,测量物体的温度范围为-20…120 ˚C, 分辨率为 0.14 ˚C。 PWM 格式可以通过改变 2个 EEPROM单元的内容来简易地定制为客户所需的范围,这对 器件的出厂校准并无影响
PWM 引脚也可配置为热动继电器模式, (输入为 To) 进而构造简单且经济的恒温器或是温度(冻结/沸腾)警 报装置。温度阈值是用户编程的。在 SMBus 系统中该特性可以作为进程中断以便读取总线上的从动器件 并确 定其精确的状态。 温度计有两个电源电压:5V 或是 3V (电池作为电源) 。5V 电源电压可通过使用少量片外元件调节到更高的电 源电压。 (例如 8…16V) (具体请参考 “应用信息” 部分)
用以阻碍可见光和近红外光辐射的光学滤波器(可传播长波)集成在封装内提供对环境和日光的免疫。滤波器 的波长通带为 5.5 到 14µm
2、注意
在应用设计中需要注意上述精度是当传感器在热平衡和等温条件下才能保证和达到的。(传感器封装里没有温差) 封装内部的温差会影响温度计测量的精度,如下因素会造成温差:传感器背部的热电子,传感器背部或旁边的 加热器/冷却器, 或当热/冷物体靠近传感器,不仅会加热传感元件,而且会加热温度计封装。
该效应对小视场(FOV)器件,如-XXC和-XXF会更加明显,因为传感器接收到被测物体能量削减了。因此, 迈来芯引入MLX90614 –XCX版本,在该版本里,热梯度是通过内部测量的,进而用所测温度去补偿该梯度。 应用该方式, MLX90614 –XCX版本对热梯度有低的灵敏度,但是并未完全消除该效应,所以需要尽可能避免 使用造成热梯度的操作或是将传感器和该环境隔离。