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高精度数字测温传感器
易于实现,用户无需温度校准
直接输出测量温度,无需外围电路
测量距离30~50cm
MEMS热电堆技术
高响应率,快速响应时间
标准I2C接口
TO-39金属管壳封装
远距离体温测量
智能家电
工业温度监测
智能温度感应与控制
非接触表面温度测量
FW-TRS-5.5-D 系列传感器是我司自主研发的,适用于各种非接触测温产品和行业的新型高精度数字式输出差分红外热电堆传感器。具有:
高红外响应率、高重复性和高可靠性等特点。传感器采用TO-39金属管壳封装。并且在封装管壳内,包含MEMS热电堆传感器芯片以及专业的信号调理ASIC芯片。其中ASIC芯片搭载24位Sigma-Delta高精度ADC、低噪声仪表放大器PGA以及接口电路,内置的高精度热敏电阻芯片,可对环境温度进行补偿。
表1. 绝对最大额定值
参数 | 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 备注 |
电源电压 | VDD | -0.3 | 4.2 | V | ||
数字输出电压 | -0.3 | +0.3 | V | |||
防护 | HBM | 2 | kV | |||
存储湿度 | 40% | RH | ||||
存储温度 | -20 | 80 | ℃ |
表2. 传感器性能参数表
参数 | 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 备注 |
芯片尺寸 | 1. 12×1. 12 | mm2 | ||||
敏感区域 | 0.7 ×0.7 | mm2 | ||||
视场角 | 10 | ° | ||||
工作温度 | 0 ~ 60 | ℃ | ||||
电源电压 | 2.3 | 3.3 | 3.6 | V | ||
典型应用模式工作电流 | Iavdd | 733 | 800 | μA | default 配置 | |
Isleep | 5 | μA | ||||
待机电流(25℃) | 100 | nA | ||||
ADC 分辨率 | 24 | Bit | ||||
测温距离 | 30 | 50 | cm | 可定制 | ||
测温范围 | 0 | 300 | ℃ | 测量物温应用 | ||
28 | 42 | 测量体温应用 | ||||
测温精度 | ±2(To<= 100℃) ±3%(To>100℃) |
℃ | 物温应用 | |||
±0.3 | 体温应用 |
未特殊指定时的条件为VCC= 3.3V, 测试环境温度25°C;,PGA增益64x。
所有精度规范都是在稳定的等温条件和被测物完全覆盖了传感器的 FOV 的条件下测得。Ta 在 0°C 至 80°C 之间并且 To 在 0°C 至 300°C 之间时,精度如下图表所示。
图 1. FW-TRS-5.5D(Ta,To)的标准精度
所有数据,均为典型条件下测试:电压为 3.3V,传感器与被测目标距离为 40cm,测温目标为标准黑体炉,相应环境温度通过改变环境箱温度实现。
所有精度规范只适用于稳定的等温条件下,传感器精度不代表最终产品精度。
所有精度规范都是在稳定的等温条件和被测物完全覆盖了传感器的 FOV 的条件下测得。 Ta 在 15C 至 40°C 之间并且 To在 28°C 至 42°C 之间时,精度如下图表所示。
图 2. FW-TRS-5.5D(Ta,To)的医疗精度
所有数据,均为典型条件下测试: 电压为 3.3V,传感器与被测目标距离为 40cm, 测温目标为标准黑体炉,相应环境温度通过改变环境箱温度实现。
所有精度规范只适用于稳定的等温条件下,传感器精度不代表最终产品精度。
应用设计中,重点需要了解的是, 图 1 和图 2 所给的精度,是只保证在热平衡条件下,并且等温条件(传感器封装上没有温度差)下传感器有这个精度 。若传感器封装上有温差,测得精度就会受到影响 。能引起传感器封装温差的情况,比如传感器底面或侧面有较热(或较冷)的元器件,或传感器非常接近被测物体,被测物会局部加热传感器。
表3. 通用寄存器
地址 | 描述 | R/ W | Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0 | 默认 |
0x00 | Soft Reset | W | SOFTRE SET | SOFTR ESET | 0x00 | ||||||
0x02 | Data_ready | R | Temp_rdy | To_drdy | Ta_drdy | 0x00 | |||||
0x03 | Data_ready | R | To_raw_ drdy | Ta_raw_drdy | 0x00 | ||||||
0x10 | Object temp out Tobjafter DSP and IIR filter | R | data1_out<23:16> | 0x00 | |||||||
0x11 | R | data1_out<15:8> | 0x00 | ||||||||
0x12 | R | data1_out<7:0> | 0x00 | ||||||||
0x16 | Ambient temp out (internal temperature sensor) Ta datal after calibration | R | temp_value<23:16> | 0x00 | |||||||
0x17 | R | temp_value <15:8> | 0x00 | ||||||||
0x18 | R | temp_value <7:0> | 0x00 | ||||||||
0x22 |
To raw data before calibration | R | data_raw_out<23:16> | 0x00 | |||||||
0x23 | R | data_raw_out<15:8> | 0x00 | ||||||||
0x24 | R | data_raw_out<7:0> | 0x00 | ||||||||
0x30 | CMD | RW | sleep_en | clk_mode | mode_en | mode_sel<2:0> | 0x00 |
Reg0x00
Soft_reset:1:复位通用寄存器,复位完成后此位自动恢复为 0。
Reg0x02
Temp_rdy:1 ,Tobj 经过 DSP 算法计算处理后的数据准备就绪。
To_drdy:1 ,To 电压值经过校准后的数据准备就绪。
Ta_drdy:1 ,环境温度(内部温度传感器)校准后的数据准备就绪 。
Reg0x03
To_raw_drdy:1 ,To 原始数据在校准前被准备好。
Ta_raw_drdy:1 ,环境温度(内部温度传感器)校准前准备好原始数据 。
Reg0x10-Reg0x12
Data_out: 目标温度,经过 DSP 算法处理后输出,输出为 2 进制补码。DATA1/2^ 14(℃)
Data_MSB<23:16> = 0x10<7:0> , Data_ CSB<15:8> = 0x11<7:0> ,Data_ LSB<7:0> = 0x12<7:0>。
Reg0x16-Reg0x18
Temp_Value:外部环境温度(内部温度传感器)校准后的数据, 输出为 2 进制补码。TEMP/2^ 14(℃) Temp_MSB<23:16> = 0x16<7:0> , Temp_ CSB<15:8> = 0x17<7:0> , Temp_ LSB<7:0> = 0x18<7:0>。
Reg0x22-Reg0x24
Data_raw_out: To 电压值在校准前的原始数据,输出为 2 进制补码。
Data_Raw_MSB<23:16> = 0x22<7:0> , Data_Raw_CSB<15:8> = 0x23<7:0> ,Data_Raw_LSB<7:0> = 0x24<7:0>。
Reg0x30
Sleep_en:1 ,进入睡眠模式 ; 0 , 退出睡眠模式。
Clk_mode:1 ,600KHz ; 0 , 1.2MHz。
Mode_en:1 ,start FSM ;
Mode_sel<2:0>:000/001:连续转换(Ta-To); 。
序号 | 符号 | 定义 |
1 | SDA | 串行数据输入/输出 (I2C Data) |
2 | SCL | 串行时钟输入 (I2C Clock) |
3 | VDD | 核心芯片供电(Supply Voltage) |
4 | GND | GROUND(Ground) |
曲线特征 | 无铅 | |
平均升温速率(TSMAX 到 TP) | 最大 3℃/s | |
预热 | 最低温度 (TSMIN) | 150℃ |
最高温度 (TSMAX) | 200℃ | |
时间(TSMIN 到 TSMAX )(tS) | 60- 180 s | |
达到温度以上时间 | 温度 (TL) | 217℃ |
时间 (tL) | 60- 150 s | |
峰值温度(TP) | 260℃ | |
峰值温度附近 5℃以内的时间 | 20-40 s | |
平均降温速率(TP 到 TSMAX) | 最大 6℃/s | |
从 25℃到峰值温度的时间 | 最长 8 min |
注: 回流焊后,建议平整放置静置 5 分钟后,再移动 PCBA ,否则传感器管帽有脱落风险
1.超过绝对最大额定值的压力和静电放电可能会损坏传感器,请采取适当的处理预防措施。不要让传感器接 触腐蚀性清洁剂,光窗可以用酒精和棉签擦净。
2.传感器应储存在密封良好的环境中,并注意防潮、防湿、防震、防尘、防静电。
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