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耳温枪应用设计方案
常见的红外线传感器应用可分为医疗、工业、消费性用途,如耳温枪、额温枪、工业用温度仪、红外线温度计…等。在耳温枪应用中,需注意红外线传感器进入耳中的升温效应、导波管与传感器的连接方式…等。在红外线温度计应用中,需注意待测物距离、透镜的聚焦距离…等。
一、纮康科技HY11P系列简介
利用红外线传感器(IR sensor)做为温度讯号的撷取来源,转换为电阻与微小电压讯号输出,再经由纮康科技的单片机“HY11P13”量测讯号、运算、数位输出显示,如图1,以最少的元件达成非接触式红外线温度量测方案。

图 1:模拟与数字讯号转换
·单片机简介

图 2:HY11P系列8位高性能OTP单片机(HY11P13)
·8位加强型精简指令集,共有66个指令包含硬件乘法指令及查表指令
· to ,-40℃~85℃工作温度范围
·外部石英震荡器及内部高精度RC震荡器,多种CPU工作频率切换选择,可让使用者达到最佳省电规划
运行模式 ******@2MHz
待机模式 ******@32KHz
休眠模式 1uA
·4KWord OTP (One Time Programmable) Type程式记忆体, 256Byte资料记忆体
·Brownout and Watch dog Timer,可防止CPU进入死机模式
·18-bit 全差动输入ΣΔADC模拟数字转换器
内置 PGA (Programmable Gain Amplifier) 及可有1/4 ,1/2, 1. …..128倍10种输入信号放大倍率选择
内置输入零点调整, 可针对不同应用增加其量测范围
内置高阻抗输入缓冲器(32以上输入倍率不适用)
内置绝对温度传感器
·超低输入噪声(<1uVpp)运算放大器, 可提供高输出阻抗小讯号的放大及小电流的电压转换
·,具有Push-Pull驱动能力,可提供传感器驱动电压
·10mA低压差稳压电源输出,可有4种不同输出电压选择
·4x20 LCD液晶驱动器
Static、1/2、1/3、1/4 Duty及1/3 Bias软件选择
内建Charge Pump稳压线路,提供4种LCD偏压
·8-bit Timer A
·16-bit Timer pare 功能
·16-bit Timer C 模块具PWM/PFD波形产生功能
·串行通讯SPI模块
二、红外线传感器(IR sensor)简介
由两个接口组件组成,分别为Thermopile及Thermistor,两者封装如图 3。

图 3:红外线温度传感器
·Thermopile:
输出小电压,其电压值由目标物温度及Thermopile所在环境温度决定((图 4))。℃的精准度。使用于环温25℃校正时绝对误差在±℃内。其为半导体材料制作而成的传感器,故容易受温度而影响其测量数值。良好的IR Sensor 其 Thermopile 的数学模式如下
………….公式(1)
Vout:Thermopile 输出电压
K:Sensitivity of Thermopile
Tt:Target T