基于單片式MLX90615傳感器芯片使得小型化移動(dòng)測(cè)溫變的可能

隨著智能手機(jī)的普及，手機(jī)周邊的應(yīng)用也逐漸鋪開(kāi)，智能硬件的概念在手機(jī)周邊模塊中得到很好的體現(xiàn)，從最初的自拍桿到掌上無(wú)人機(jī)，形形色色的應(yīng)用使得手機(jī)具備的功能也越漸豐富。眾所周知，物聯(lián)世界離不開(kāi)溫度傳感，同時(shí)溫度也是人體重要的感知之一。溫度監(jiān)測(cè)作為重要環(huán)節(jié)，在醫(yī)療／生物／制造各行各業(yè)都應(yīng)用廣泛。Melexis作為微電子解決方案的全球提供商，突破性的設(shè)計(jì)了單片式MLX90615數(shù)字紅外傳感器芯片及全套方案，使得小型化移動(dòng)測(cè)溫變的可能。

產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)——半導(dǎo)體走近醫(yī)療與生活

國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委統(tǒng)計(jì)信息中心數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2017年1-6月，全國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)總診療人次達(dá)39.2億人次。由此可見(jiàn)醫(yī)療健康早已成為人們生活中不可或缺的部分，而疾病診療的費(fèi)用也逐年升高。國(guó)醫(yī)經(jīng)典《黃帝內(nèi)經(jīng)》中也指出“圣人不治已病治未病”，生活中早發(fā)現(xiàn)早治療是相當(dāng)關(guān)鍵的一步。

手機(jī)醫(yī)療相關(guān)應(yīng)用也隨著智能手機(jī)的普及逐漸增多，從手機(jī)掛號(hào)到掌上診療，APP軟件大行其道。但更多基于硬件的應(yīng)用卻受限于傳感器集成這個(gè)”攔路虎”而無(wú)法一展身手，原因在于大部分傳感器受到體積封裝的限制，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)而將其集成到手機(jī)中。

跨越傳統(tǒng)瓶頸——解決傳統(tǒng)方案弊端

長(zhǎng)久以來(lái)傳統(tǒng)的溫度傳感器如RTD／熱電偶／數(shù)字溫度傳感器利用熱傳導(dǎo)的原理，需將傳感器與被測(cè)物體接觸，方可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫功能。在接觸的過(guò)程中不可避免的還會(huì)帶來(lái)沾污/形變等諸多問(wèn)題。而FIR熱釋電方式，由于其數(shù)學(xué)關(guān)系的非線性，多用于監(jiān)測(cè)人體／生物通過(guò)的開(kāi)關(guān)量，如樓道燈／感應(yīng)潔具等，不能被直接應(yīng)用于準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。

體積／精度／非接觸方法是早先產(chǎn)品無(wú)法逾越的鴻溝，Melexis作為微電子解決方案的全球提供商，貼合工程實(shí)際遇到的問(wèn)題，推出了MLX90615這款顛覆性的產(chǎn)品。MLX90615基于傳統(tǒng)紅外熱釋電方法集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換／數(shù)字控制與輸出，將復(fù)雜的校準(zhǔn)修正算法融入其中，使得傳統(tǒng)模擬電荷輸出的熱釋電傳感器，具備了數(shù)字讀取的非接觸測(cè)溫功能。而通過(guò)校準(zhǔn)后的傳感器，在－20至115攝氏度測(cè)量范圍內(nèi)，可達(dá)到0.02攝氏度分辨率。MLX90615更在人體關(guān)注的30-40攝氏度范圍保證了高于0.1攝氏度的精度，使其具備了精準(zhǔn)的醫(yī)療測(cè)溫能力。

使用MLX90615單片紅外測(cè)溫芯片，可以極大的簡(jiǎn)化模擬前端電路的設(shè)計(jì)，無(wú)需再增加額外的運(yùn)算放大器及ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，憑借MLX90615內(nèi)部集成的低噪聲放大器、高分辨率16 位ADC 和功能強(qiáng)大的DSP 單元，可直接將數(shù)字信號(hào)送入微控制器，通過(guò)雙線制串行SMBus兼容協(xié)議（分辨率為0.02°C）或10 位PWM（脈寬調(diào)制）信號(hào)進(jìn)行訪問(wèn)，整個(gè)監(jiān)測(cè)單元的設(shè)計(jì)得到了極大的簡(jiǎn)化，使得集成變的可能。

突破封裝限制——移動(dòng)應(yīng)用變的可能

2017年5月19日，北京喜年科技旗下紅鳥(niǎo)健康云手機(jī)全球首發(fā)儀式在北京召開(kāi)，作為國(guó)內(nèi)首款“健康云手機(jī)”，紅鳥(niǎo)健康云手機(jī)的生態(tài)圈包括來(lái)自愛(ài)康國(guó)賓、微醫(yī)、高通、神念科技、AMS、優(yōu)翔國(guó)際、好啦科技、美國(guó)lifestone公司等數(shù)十位合作伙伴的軟硬件支持。該手機(jī)集成了氣壓／UV紫外線／血氧血壓／溫濕度／心電／體溫等多種傳感方案是手機(jī)醫(yī)療的開(kāi)創(chuàng)產(chǎn)品。該產(chǎn)品中的溫度傳感即采用邁來(lái)芯Melexis的紅外溫度傳感芯片作為設(shè)計(jì)核心。

在此之前，Melexis紅外溫度傳感器系列產(chǎn)品早已普及到形形色色貼近生活的產(chǎn)品中，例如日常的吹風(fēng)機(jī)（防止頭發(fā)過(guò)溫?fù)p傷）、額溫計(jì)（兒童/成人體溫檢測(cè)）、智能手表手環(huán)（運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)）、微波爐（食品加熱溫度控制）、空調(diào)扇（環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)）等均能見(jiàn)到Melexis產(chǎn)品。Melexis以其簡(jiǎn)潔的方案，小型化的設(shè)計(jì)，優(yōu)異的性能和親和的定價(jià)受到客戶(hù)普遍的好評(píng)。

小結(jié)

隨著智能硬件/智能設(shè)備的不斷升級(jí)，越來(lái)越多的傳感器將伴隨在人們生活周邊，本文介紹的Melexis紅外溫度傳感器即是其中之一，憑借簡(jiǎn)潔的方案，卓越的性能，希望能給人們帶來(lái)益處。未來(lái)將如何我們暫未可知，相信科技的進(jìn)步一定會(huì)使得生活變的更加美好，Melexis會(huì)伴隨客戶(hù)一同努力。