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    天津传感器铜壳报价/泊头利坤厂家订做品质保障

    时间:2019-01-14 15:14:44  来源:  作者:

      对适用于可穿戴式电子体?#24405;?#35774;计的CMOS体温传感器和NTC热敏电阻这两种体温传感技术在测温原理、校?#25216;?#26415;、集成度和经济性等方面的技术特点进行?#21592;取?/span>
      1、测温原理?#21592;?/span>
      CMOS温度传感器本质上是通过硅衬底上的寄生PNP晶体管的温度特性来获得温度信息的,CMOS温度传感器通过PNP晶体管获得一个与绝 对温度成正比的(Proportional-to-Absolute-Temperatwe,PTAT)电?#36141;?#19968;个负温度系数(Complementary-to-Absolute-Temperature,CTAT)电压,将这两个电压按一定比例系数相加即得到一个与温度无关的电压VREF,再将PTAT电?#36141;蚔REF接入ADC即可得到温度信息。因此CMOS温度传感器输出的温度信息为数?#20013;?#21495;,配合微控制器等器件即可完成温度信息的读取。NTC热敏电阻是一种随着温度升高阻值逐渐下降的感温传感器配件,其测温的原理是通过测得NTC的电阻值,然后根据温度一阻值分度表来获得温度信息。热敏电阻阻值的测量通常使用桥式电路或分压电路,通过测量电压的变化来获得温度信息,其输出的温度信号为模拟信号,一般还需要加上一个ADC才能获得数?#20013;?#21495;。
      输出数?#20013;?#21495;的CMOS温度传感器只需要加上一个微控制器即可实现温度信息的读取,而NTC热敏电阻还需要额外的参考电阻和ADC电路。因此,在电路设?#21697;?#38754;输出数?#20013;?#21495;的CMOS温度传感器更具有优 势。
      2、校?#25216;?#26415;?#21592;?/span>
      对于CMOS体温传感器,?#22771;?#20027;要的校?#25216;?#26415;包括晶圆级的校准、封装进传感器外壳后的校?#23478;?#21450;装置校准。通过采用DEM、斩波技术和曲率补偿等误差消除方法,可以使得模拟前端的测量精度主要受VBE的影响,同时采用电流增益误差消除技术使得引起VBE误差的各误差来源对VBE温度特性曲线的影响只有一个自由度,即个温度误差对vBE的影响是在原来的基础上加上了一个与绝 对温度成正比的量,那么这些误差都可以由一个温度点进行校准。VBE的偏差通常发生在不同批次之间,因此单点校?#25216;?#26415;可以同时校准同一批次生产的体温传感器,在进行校准之前需要先进行温箱实验,测量同一批次?#26800;?#37096;分样片以获得整个批次的温度误差系数,然后再用该校准系数来校准整个批次的体温传感器,但对于不同批次的体温传感器需要分别校准。以NTC热敏电阻为传感器的电子体?#24405;疲?#20854;温度测量精度除了受NTC热敏电阻本身的影响以外,还与电路的结构相关。要提高温度测量精度,一方面可以使用性能良好的器件,另一方面可以分析误差来源对校?#25216;?#26415;。
      3、集成度?#21592;?/span>
      一方面,随着集成电路技术的不断发展,其工艺尺寸在不断的缩小,CMOS体温传感器的尺寸可以做得越来越小;另一方面,体温传感器模块还可以集成微控制器、无线通信等模块。这使得整个体温测量装置可以集成在一个芯片内,实现真正的片上装置(SoC)。因此越来越高的集成度将是CMOS体温传感器的发展趋势。
      对于NTC热敏电阻,制造商们也在不?#31995;?#30740;发具有各种电特性与物理尺寸组合的器件,以满足用户不断提高的测量需求,通过采用LTCC(Low-Temperature-Cofired-Ceramics)技术可以实现NTC热敏电阻的3D集成,使其更适用于细胞或血液等需要连续精确测量温度的微装置。
      集成了MCU、射频通信等模块后的CMOS体温传感器,相比于采用NTC热敏电阻的体?#24405;?#25104;品,不需要额外的参考电阻以及外接的NTC热敏电阻,因此随着不断提高的集成电路技术CMOS体温传感器在高集成度设计上更具有优 势。虽然基于CMOS体温传感器的单芯片装置解决方案可?#28304;?#22823;的提高可穿戴式体?#24405;?#35774;计的集成度,但是当体温传感器与MCU等模块集成在?#40644;?#21518;,芯片的自热将成为影响温度测量精度的关键因素,工作电流越大,产生的自热就会越?#29616;兀?#36825;也是CMOS体温传感器在高集成度发展中必须要解决的问题。
      4、经济性?#21592;?/span>
      对于可穿戴式体?#24405;?#25104;品的设计成本,主要包括物料成本和校准成本。CMOS集?#21830;?#28201;传感器直接输出数字的温度信息,只需要加上微控制器单元即可完成温度信息的获取,而NTC热敏电阻还需要额外的电路设计,通常需要一个参考电阻和模数转化器,因此在去除体温传感器之后的物料设计成本CMOS集?#21830;?#28201;传感器更具有优 势。关于校准成本,CMOS体温传感器通常在出厂前完成校准,NTC热敏电阻通常需要进行校准。这两种体温传感器的成本和其本身的测量精度、器件尺寸等性能指标相关,通常出厂之前经过校准的体温传感器其精度更高,但价格也更昂贵,而精度更高的体温传感器在后期电路设?#24179;?#27573;所需的成本会更低,关于器件的尺寸其越小所需的成本通常也更高。基于两种体温传感器的体温测?#21487;?#35745;成本和具体的设?#21697;?#26696;有关,在?#23548;?#35774;计中需要综合衡量测量精度、尺寸和成本的轻重来决定。
      5、可穿戴式组装形式?#21592;?/span>
      可穿戴式医用电子体?#24405;?#38500;了?#34892;?#22411;化、低功耗的要求,其在可穿戴组装形式的?#33455;?#20013;还包括以下需求:1)、体温传感器与人体接触良好,2)、与人体接触一侧的材料导热良好,相对的一侧导热越小越好,3)、整个体?#24405;?#32477;缘、防水且不能屏蔽射频信号的发射。基于上述可穿戴组装形式的要求,NTC热敏电阻封装灵活,具有可以弯折的特点,测试的目标点准确,而CMOS体温传感器因其芯片的封装形式,难以做到与人体的良好接触,尤其是在单芯片的解决方案中,CMOS体温传感器与MCU,RF模块集成以后,更增加了其可穿戴组装形式的?#33455;?#38590;度。因此,CMOS体温传感器相比于NTC热敏电阻在可穿戴式体?#24405;?#25104;品设计中存在的另一个问题是其在可穿戴组装形式?#26800;?#23433;置问题。
      ?#23383;?#21033;坤电子有限公司http://www.czlkdz.com)是 一家从设计、生产到销售的专业的冲压件电子五金件,主要给广大客户提供:五金冲压件、各种传感器外壳等产品,我公司生产的五金冲压类广泛应用于汽车工业、工程机械、建筑工程、家具五金、?#35780;?#35774;备以?#25353;?#33334;、机床等制造工业中。
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