中科銀河芯溫度傳感器在可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用

中科銀河芯

可穿戴產(chǎn)健康監(jiān)測打開增量市場

生命體征監(jiān)測(VSM)功能已越來越多的內(nèi)置于手機(jī)、手表、耳機(jī)和其他智能可穿戴設(shè)備中，這些設(shè)備能夠測量各種生命體征和健康指標(biāo)，例如體溫、心率、呼吸、血氧飽和度(SpO2)、血壓、血糖和身體成分等，對健康狀況起到積極有效的監(jiān)控，讓可穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)真正意義上的醫(yī)療級應(yīng)用是發(fā)展方向。

體溫監(jiān)測一直是人們關(guān)注的一項(xiàng)重要健康指標(biāo)，正常范圍內(nèi)體溫?cái)?shù)據(jù)的波動(dòng)反映出身體平衡狀態(tài)，偏高或偏低的體溫?cái)?shù)據(jù)讓我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)身體的異常，實(shí)時(shí)了解自己的身體狀況和生理周期，可以實(shí)現(xiàn)健康評估和早期疾病診斷，尤其是特定人群（運(yùn)動(dòng)員、生病期、老年人）體溫?cái)?shù)據(jù)形成系統(tǒng)化溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，這對感知前端的“人體測溫傳感器芯片”提出了新變革。

手表內(nèi)置入溫度傳感器芯片實(shí)現(xiàn)人體測溫監(jiān)測

就可穿戴設(shè)備而言要想實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的人體測溫，在硬件方面篩選出匹配的溫度傳感器芯片，有哪些更精準(zhǔn)的測溫解決方案？在這場技術(shù)變革中測溫芯片技術(shù)突破點(diǎn)在哪里？技術(shù)的創(chuàng)新將提供哪些商業(yè)化應(yīng)用場景的入口？

體溫監(jiān)測成為可穿戴必備增值功能

以中科銀河芯的人體測溫芯片GXT310為樣本，針對以上的問題做出分析，通過深度洞察人體測溫傳感器芯片的需求發(fā)現(xiàn)，可穿戴設(shè)備由于內(nèi)部空間受限，要求硬件產(chǎn)品，體積小、精度高、功耗低、傳輸速度快。

首先，精度是傳感器產(chǎn)品技術(shù)有效創(chuàng)新的標(biāo)志，GXT310的典型精度可達(dá)±0.1℃（醫(yī)用體溫計(jì)規(guī)定，電子體溫計(jì)在35.3℃-41.0℃區(qū)間的最大允許誤差為±0.2℃，37℃-39℃范圍內(nèi)＜0.1℃），完全符合人體測溫產(chǎn)品的醫(yī)用規(guī)定。

其次，要求響應(yīng)速度快，產(chǎn)品的體積小，可靠性強(qiáng)，GXT310的封裝面積僅0.73*0.73毫米，如此微小體積在快速熱傳導(dǎo)的同時(shí)還減少了自發(fā)熱的產(chǎn)生，非常適用于可穿戴設(shè)備及醫(yī)療級人體測溫設(shè)備的應(yīng)用。

在考慮到可穿戴設(shè)備的手腕測溫、指環(huán)測溫與腋下測溫存在差異性，推薦使用2顆溫度傳感器分別測量環(huán)境溫度和皮膚溫度，通過補(bǔ)償可得出更為精準(zhǔn)的溫度數(shù)據(jù)，GXT310支持兩線通信，最多可掛載8個(gè)從機(jī)，兼容絕大部分MCU和SoC的I2C或SMBus接口，完全符合可穿戴設(shè)備的選型要求，是當(dāng)前最匹配的可穿戴設(shè)備解決方案之一。

GXT310性能參數(shù)（專為人體測溫優(yōu)化）

測溫精度：±0.1°C（+30°C to +45°C）

電源電壓：1.6V ~ 5.5V

工作溫度：-55°C ~ +150°C

轉(zhuǎn)換電流：40 uA

待機(jī)電流：0.5μA

分辨率：16位（0.0078125°C）

通信接口：I2C,SMBus

封裝形式：WLCSP4/DFN6/MCLGA

封裝尺寸：0.73mm×0.73mm(WLCSP4)

GXT310系列電路圖

應(yīng)用領(lǐng)域

GXT310 封裝產(chǎn)品圖

中科銀河芯在可穿戴設(shè)備中還有多款產(chǎn)品供客戶自主選型，比如：GXT110、GX112X，GXTS02S/03D/04等，這些產(chǎn)品都具備精度高、體積小、功耗低的優(yōu)勢，更多信息可以查閱官網(wǎng)或電話聯(lián)系我們（010-82090928）。

在溫度傳感器創(chuàng)新的路上我們一直在努力，近期中科銀河芯還推出了新品GXT311系列，這是一款高精度、低功耗的數(shù)字溫度傳感器，GXT311H在-40°C至+125°C的正常工作范圍內(nèi)，可提供≤±0.3C的測溫精度；GXT311N在-40°C至+125°C的正常工作范圍內(nèi)，可提供≤±0.5C的溫度精度；GXT311系列均具有良好的溫度線性度。GXT311系列可提供擴(kuò)展測溫模式，將測溫范圍擴(kuò)展為-55°C至+150°C。

GXT311性能參數(shù)（高精度數(shù)字溫感）

測溫范圍：-55°C ~ +150°C

測溫精度：

GXT311H：±0.1°C （0°C to +50°C）

±0.3°C（-40°C ~ +125°C）

GXT311N：±0.5°C（-40°C ~ +125°C）

封裝形式：8-Pin DFN

封裝尺寸：3.00 mm × 3.00 mm

電源電壓：1.4V ~ 5.5V

低靜態(tài)電流

正常工作：40μA

關(guān)斷模式：0.2μA

分辨率：16bits、0.00390625°C

數(shù)字輸出：兼容SMBus、I2C接口

GXT311系列溫度誤差曲線圖

應(yīng)用領(lǐng)域

以GXT310/GXT311為樣本的可穿戴測溫解決方案為可穿戴產(chǎn)品提供健康監(jiān)測為主的增值功能，開辟新線，助力可穿戴產(chǎn)品市場增長空間。

智能傳感器助力可穿戴的另一片藍(lán)海

基于健康意識的提高和運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的增加，未來監(jiān)測個(gè)人身體狀況的需求將繼續(xù)增加，連續(xù)體溫監(jiān)測，特別是監(jiān)測體溫變化數(shù)據(jù)，普通的測溫設(shè)備的單次體溫測量是不能滿足特需場景需求的，不適用于需長期連續(xù)監(jiān)測體溫的人群及場景，測溫芯片的監(jiān)測發(fā)熱告警可以讓我們覆蓋到日常家居辦公、睡眠、運(yùn)動(dòng)等更多場景。

隨著疫情及流感的反復(fù)波動(dòng)，可穿戴設(shè)備的測溫需求已經(jīng)逐漸在醫(yī)療健康領(lǐng)域獲得廣泛推廣，比如智能手表手環(huán)、TW藍(lán)牙耳機(jī)、智能AR/VR、智能戒指/指環(huán)等這些新型的商業(yè)化應(yīng)用場景逐漸顯現(xiàn)，通過具有體溫測量功能的可穿戴設(shè)備隨時(shí)隨地了解自身健康狀況，實(shí)現(xiàn)自我防護(hù)，為個(gè)人用戶提供更多的健康管理和監(jiān)測選項(xiàng)，同時(shí)提高醫(yī)療服務(wù)的效率和質(zhì)量。

審核編輯：湯梓紅