熱點堆傳感器的應(yīng)用類型詳細說明

　　2020 年的春天，注定會成為這一代地球村村民記憶中難以忘記的一個時期。隨著新冠病毒在全球范圍內(nèi)的肆虐，非接觸式的額溫槍 / 耳溫槍的需求一下子被引爆。在二月初，由于供需缺口巨大，原本一把幾十元的額溫槍被炒到 500 到 600 元人民幣的價格。巨大的利益也吸引了很多原本非醫(yī)用額溫槍和耳溫槍的電子行業(yè)生產(chǎn)商快速參與進來，從而帶動了額溫槍內(nèi)部元器件價格的暴漲。熱電堆傳感器，作為額溫槍的核心器件，其價格也從不到 10 元人民幣一路上漲至 110 元以上。額溫槍相關(guān)產(chǎn)業(yè)，在這個特殊時期名副其實地成為暴利行業(yè)。巨大的商業(yè)利益下，很多新進入這個市場的企業(yè)只進行了潦草地研發(fā)就開始生產(chǎn)和銷售。這些良莠不齊的產(chǎn)品進入市場后，暴露了大量的應(yīng)用上的問題。尤其是銷往國外的很多產(chǎn)品，出現(xiàn)了很多不符合當?shù)厥褂们闆r的問題，測溫結(jié)果完全無法達到醫(yī)用級要求精度，從而產(chǎn)生了被國外客戶要求退貨的情況。如果我們把市場上各種不同的熱點堆傳感器的應(yīng)用方案來整理一下，大致可以發(fā)現(xiàn)有這么幾種典型類型，以下我們一一來做分析。

　　1 數(shù)字型輸出的熱電堆傳感器 + 低成本低功耗處理器方案這個方案以 Melexis 的 MLX90614 和 MLX90615 這樣的數(shù)字輸出傳感器為代表。這兩個芯片的 FOV 視角不同，分別適用于額溫槍和耳溫槍。這種傳感器在出廠前已經(jīng)做了預(yù)校準，方案商做基本配置和簡單出廠校準就能直接從傳感器中得到目標溫度值和環(huán)境溫度值。對方案商來講，幾乎不需要對傳感器的特性和接口電路有深入理解，屬于傻瓜式的應(yīng)用。然而，其高昂的售價幾乎讓額溫槍方案商感覺無利可圖，而且由于產(chǎn)能問題導(dǎo)致市場上缺貨嚴重。對于有設(shè)計能力的客戶來講，一般出于成本和產(chǎn)能的考慮，并不會將其作為主流方案。

　　2 采用高精度自穩(wěn)零運放 + 低成本低功耗處理器方案此方案原本并不是醫(yī)用級額溫槍和耳溫槍的主流成熟方案，但在疫情開始時期，由于元器件缺貨加上國內(nèi)幾個 MCU 方案商全力推進，該方案被很多新進入的客戶所采用和量產(chǎn)。而目前，這種方案暴露問題最多。在這里，我們從熱電堆傳感器信號調(diào)理的需求入手，來分析一下該方案的問題。下表是一個熱電堆傳感器典型輸出電壓。在環(huán)境溫度為 25°C 時，對于人體的目標溫度（35~42°C 范圍內(nèi)），其傳感器輸出電壓的絕對值在 1mV 上下。目標溫度每變化 0.1°C，輸出電壓變化量基本上在 8uV 上下。