紅外數字體溫計的設計挑戰及器件選型

由于具有速度、精度、效率和成本優(yōu)勢，紅外(IR)數字溫度計已經(jīng)取代傳統的水銀體溫計。耳部數字體溫計利用熱電堆傳感器測量耳膜散發(fā)的紅外熱量，該熱量反映了視丘下部的溫度。

熱電堆紅外傳感器由多個(gè)熱電偶串聯(lián)組成。每個(gè)熱電偶由兩種不同的金屬組成，當結溫不同時(shí)便產(chǎn)生一個(gè)電壓。熱電偶位于熱電堆的熱區和冷區。結點(diǎn)的冷端與溫度穩定體焊接在一起，因此與環(huán)境溫度隔離。結點(diǎn)的熱端暴露在耳膜的入射輻射下。為了提供有效的散熱，在熱量方面，熱結點(diǎn)與冷結點(diǎn)是是隔離的。通常利用電熱調節器對熱電偶的冷結點(diǎn)進(jìn)行測量，以提供精確的環(huán)境溫度測量。某些熱電堆傳感器擁有內置電熱調節器，可以測量環(huán)境溫度，因此允許對目標溫度進(jìn)行計算。

熱電堆輸出信號與頻率的關(guān)系十分穩定，它直接與入射輻射強度成正比。檢測傳感器產(chǎn)生100μV～900μV范圍的輸出電壓，測量這樣的微弱信號是對信號調理電路的一項嚴峻挑戰。

解決方案

紅外數字體溫計等電池供電便攜式應用要求低功耗并采用單電源工作。高精度的AD8538自穩零放大器具有低功耗、低輸入偏置電流、極低失調電壓、極低失調漂移以及高開(kāi)環(huán)增益，以確保最佳的系統性能。AD8538工作電流低，最大電源電流180μA，VOS最大值為13μV，TCVOS典型值為30nV/°C。AD8538具有軌對軌輸入/輸出，工作電壓2.7V，采用5引腳TSOT封裝。