战疫|红外热电堆传感器知识知多少？来这就够了

2020年新冠疫情牵动着举国上下的心，同时也让红外测温仪迅速成为了炙手可热的产品，涌出巨量的需求，并吸引越来越多的厂家切入这个产品市场。

那么，红外测温仪的原理？测温的关键器件如何选型？以及如何快速和准确设计开发，这些都是相关人员关心的问题。这次，小编精心整理了若干，希望对各位有用。

热电堆传感器原理

任何物体只要在绝对零度以上时，都会以一定的波长向外辐射能量，只是在低温段的辐射能量很弱。常温下，自然界的所有物体都是红外辐射的发射源，只是红外辐射的波长不同。

非接触式测温传感器就是利用物体的辐射能量随温度而变化的原理制成的。

红外热电堆传感器将吸收的红外辐射转化为热能，并把温度变化转化成电子信号，放大显示出来。热电堆作为一种非接触红外测温传感器，不需要直接接触被测物体就可以快速测得物体表面温度，可以测量高温的、危险的或移动的物体，且不会污染或损坏被测物体。

目前，它在额温枪、耳温枪、智能家电、灯具开关、食品温度检测等领域中获得了广泛的应用。

热电堆是基于赛贝克效应机理，两种具有不同塞贝克系数的材料相互串接构建的闭环回路(即一对热电偶)，两串接处中温度较高的一端通常被称作“热结”，较低的一端被称作“冷结”，材料中载流子沿着温度梯度降低的方向移动，引起电荷积累在冷结处，此时回路中便有热电势产生。

据润石科技整理，目前市面上常见的模拟输出式热电堆传感器有十几个品牌，主要型号和参数参考表1：

表1：各品牌热电堆传感器主要型号和参数

热电堆传感器关键器件

因为被测物体每变化 1°C，热电堆传感器输出仅仅增加50uV~100uV，这样0.1°C 分辨率对应的输出电压变化只有5uV~10uV，所以选择热电堆探头最好选用高灵敏度的。

正是因为热电堆传感器输出的信号如此微弱，使得经放大后的电压误差也需要很小，只有零漂移自稳零类型的运放，才能满足信号的放大调理。这类运放内部有一个主放大器，还有一个辅助的放大器，用于每隔 us 级别的时间间隔自动校准失调电压，还有Clock 时钟同步电路，以实时保证失调电压为最小值，特别适用于甚低频信号的放大调理。

目前市面上常见的高精度零漂移运放有如下一些型号，参考表2：

表2：高精度零漂移运放主要型号和参数

下图是一个已经在某款红外测温仪上量产出货的电路，研发工程师可以直接采用：

润石科技资深FAE凌德辉提醒，如果要实现额温枪的精度为±0.3°C 以内，那么热电堆在0.3°C 产生的电压仅为15uV~30uV，意味着运放的最大失调电压值都不能大于15uV~30uV。

另外，为了提高热电堆探头输出的信噪比，热电堆内部等效的电阻值也是关键因素之一，电阻的阻值越大，其输出热噪声就会相应更大。

而热电堆传感器内阻为100kΩ 左右，属于比较大的电阻，这样要求运放的输入偏置电流必须是pA 级别的才能减少带来的误差，所以运放只能是CMOS 架构的。运放的反馈电阻需要并联一个100nF 电容，把整个电路的带宽限制在10Hz 以内，充分降低放大电路的输出噪声。最重要的是运放的1/f 噪声，需要选用5uVpp 以内的以提高信噪比。

随着新冠疫情在世界范围内的爆发，红外测温仪的需求量也将不断增加，如何快速规避技术难点，提升方案开发速度，快速出货是关键。

电子发烧友联合润石科技特别为广大工程师朋友准备了一场直播，本次直播，润石科技全球销售总监董晨、润石科技资深FAE凌德辉将针对红外测温仪上用的热电堆传感器和高精度运放选型、以及方案设计要点、难点进行更深入的探讨，欢迎大家锁定观看，更有精美礼品等你来哦！

直播预告

额温枪传感器和高精度运放选型

直播时间：3月13日 20:00——21:30

直播亮点

1、常见热电堆传感器品牌和型号优劣势对比
2、常见品牌的高精度运放，及参数对比和适用方案
3、方案设计上难点、重点，及要规避“坑”
4、应用方案案例分析

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直播嘉宾

董晨?润石全球销售总监

05年进入半导体行业，在芯片分销和芯片原厂都有多年的工作经验，17年加入江苏润石科技，负责全球销售推广

凌德辉?润石科技资深FAE

毕业于西安科技大学，3年硬件研发，5年模拟信号链 FAE 工作经验，现担任润石科技华南区域 FAE 支持工作，拥有丰富的信号链设计与调试经验。

直播福利

干货满满，福利多多，加Elecfans皮皮虾（elecfans009）为好友领取

关于润石

江苏润石科技有限公司成立于2014年8月，是一家专注于高性能、高品质模拟/混合信号集成电路研发和销售的高科技半导体企业。公司总部位于江苏省无锡市，在美国硅谷设有研发中心，在深圳设有市场销售和技术服务中心，在北京、上海、广州等地均有常驻人员就近提供全方位的服务。

润石科技的核心骨干来自于欧美著名集成电路公司的资深技术专家，在设计开发、生产制造方面有着多年丰富的经验，建立了完善的产品开发平台和品质管理体系。润石科技已完成多个门类的芯片设计和开发，主要包括精密运算放大器、高速运算放大器、通用运算放大器、低噪声运算放大器、微功耗运算放大器、微功耗比较器、模拟开关、电源管理、数据转换器等，产品广泛用于工业控制、医疗设备、安防监控设备、仪器仪表、汽车电子、智能家居以及消费类电子等众多领域。

润石科技始终坚持“以人为本、自主创新、品质至上、贴近市场、服务客户、回馈社会”为公司的核心价值，持续推出具备更强竞争力和良好市场前景的模拟/混合信号芯片，携手客户共同发展，共创辉煌，矢志成为国际一流的集成电路设计企业！

润石“战疫”

当前正值武汉新冠肺炎防控的关键时期，红外测温仪是最基本的预防性检测工具，已然成为各个公共场合的标配检测手段。润石科技的精密运放、超低功耗LDO、基准源芯片都已经在不同的红外测温仪方案上大批量出货，鼎力支持“战疫”。

精密运算放大器包括RS8551/2/4系列、RS8557/8558/8559系列、RS85388539系列、RS8521系列等，低功耗LDO包括RS3002、RS3221、RS75xx-1等，基准源包括RS431、RS432等，可以根据系统方案设计和精度要求灵活选择。

对润石科技公司产品感兴趣，想要申请样品的朋友，可扫描下方二维码，添加润石科技公众号进行获取。

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