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红外温度传感器,全集成解决方案,出厂校准,数字输出。极易使用,高稳定性,高精度测量。 本手册是根据Melexis 的MLX90614 数据手册Rev008翻译而来,仅供用户参考所用,传感器所有数据及说明,均以英文原版为准。
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MLX90614 系列
单区视场和双区视场
TO-39
封装
红外温度传感器
3901090614 第 1 / 52 页 数据手册
Rev 008 2013/2/28
特性和优点
尺寸小,成本低
易集成
在极宽温度范围内工作,带出厂校准:
传感器工作温度范围:-40…+125˚C
被测目标温度范围:-70…+380˚C
Ta 和 To 在 0 到 50°C 时,测量精度可达 0.5°C
高(医疗)精度校准
测量值分辨率 0.02°C
单区视场和双区视场可选
SMBus 兼容数字接口
可配置 PWM 连续输出
3V 或 5V 供电,也可使用 8…16V 供电调制
支持睡眠模式
适合不同应用领域的多种封装方式和测试方式
车用级别标准
应用实例
高精度非接触式温度测量
用于车用空调控制系统的温度舒适度传感器
住宅、商业和工业建筑的空调温度感应
挡风玻璃的除雾
汽车视野死角监测
工业上移动部件温度监测
打印机、复印机的温度控制
家电的温度控制单元
医疗保健
牲畜监控
移动物体的探测
多区域温度控制 – 2 线通信,读取多达 127 个
传感器
热继电器、报警
体温测量
订购信息
器件编号
MLX90614
温度代码
E (-40C...85C)
K (-40C…125C)
封装代码
SF (TO-39)
- 选择码
- X X X
(1) (2) (3)
标准部分
-000
封装格式
-TU
(1) 供电电压/精度:
A - 5V
B - 3V
C - 预留
D - 3V 医疗精度
(2) 热电堆数目:
A – 单区视场
B – 双区视场
C – 带热梯度补偿*
(3) 封装选择:
A – 标准封装
B – 预留
C – 35° FOV
D/E – 预留
F – 10° FOV
G – 预留
H – 12° FOV (折射型透镜)
I – 5° FOV
实例:
MLX90614ESF-BAA-000-TU * : 见第 2 页
1
功能图
J1
CON1
SCL
SDA
GND
Vdd
C1 value and type may differ
in different applications
for optimum EMC
U1
MLX90614
1
PWM
SDA
C1
MLX90614 connection to SMBus
4
Vss
SCL
Vz
MLX90614Axx: Vdd=4.5...5.5V
3
2
Vdd
0.1uF
图
1:
典型应用电路
2
概述
MLX90614 是一款用于非接触式的红外温度传感器,集成
了红外探测热电堆芯片与信号处理专用集成芯片,全部封装
在 TO-39。
低噪声放大器、17 位 ADC 和强大的 DSP 处理单元的全
集成,使传感器实现了高精度,高分辨率的测量。
传感器的测量结果均出厂校准化,数据接口为数字式的
PWM 和 SMBus(System Management Bus) 输出。
作为标准,PWM 为 10 位,且配置为-20˚C 至 120 ˚C
内,分辨率为 0.14 ˚C 的连续输出。
传感器出厂默认,上电复位时为 SMBus 通信。
MLX90614 系列
单区视场和双区视场
TO-39
封装
红外温度传感器
3901090614 第 2 / 52 页 数据手册
Rev 008 2013/2/28
概述
(
续
)
MLX90614 集成了由 Melexis 研发生产的两款芯片:
红外热电堆探测器 MLX81101
专用信号处理芯片 MLX90302,专用于处理红外传感器的输出信号
传感器为标准工业封装 TO-39 封装。
低噪声放大器、17 位 ADC 和强大的 DSP 处理单元的全集成,使传感器实现了高精度,高分辨率的测
量。处理好的被测目标温度和环境温度均存储在 MLX90302 的 RAM 内,分辨率为 0.01 ˚C,可通过两种方式读
取,即两线串行 SMBus 兼容协议(分辨率为 0.02 ˚C)或 10 位的 PWM(Pulse Width Modulated)输出。
MLX90614 的测量结果均带出厂校准, 校准的工作环境温度范围为-40˚C 至 125˚C,被测目标温度范围
为-70˚C 至 380 ˚C。
被测目标的温度测量值为传感器 FOV 视场(Field Of View)内所有物体温度的平均值。MLX90614 在室
温下测量精度为±0.5˚C。医疗应用型号的 MLX90614 在人体温度范围内可测得±0.2˚C 的精度。
值得应用设计方注意的是,这里所声明保证的精度是在传感器处于热平衡且等温条件(传感器封装上无
温差)下测得的。传感器封装上的温差可能引起传感器测量的额外的误差,这种封装上的温差来源,如传感器旁
边有发热元件,加热器件或散热器件,或者挨着传感器有较热或叫冷的物体,这些不仅会加热传感器的感温元
件,也会影响传感器的封装温度。
这种局部热影响在 FOV 视场非常小的传感器上表现尤为明显,如 xxC 类和 xxF 类传感器,因为传感器
本身接收到目标物体的信号就已经很少了。为此,Melexis 引入了 xCx 系列传感器。在 MLX90614xCx 系列
中,传感器内部通过测量这个热梯度量来做补偿,但这种影响只是减小,并未完全消除。因此,在设计中,需
尽可能的避免热梯度,或者将传感器采取热隔离。
标准上,MLX90614 是按照目标物体发射率 1 进行校准的。客户可根据其目标物体的发射率进行修改,
可修改范围为 0.1 至 1.0,修改后,客户也不需要用黑体进行校准。
10-位 PWM 输出模式是连续输出所测物体温度的标准配置,测量物体的温度范围为-20…120 °C,分辨
率为 0.14 °C。PWM 通过修改 EEPROM 内 2 个单元的值,实际上可以根据需求调整至任何温度范围,而这对
出厂校准结果并无影响。
PWM 引脚也可配置为热继电器(输入是 To),这样可以实现简单且性价比高的恒温控制器或温度报警(冰
点/沸点)应用,其中的温度临界值是用户可编程的。在 SMBus 系统里,这个功能可以作为处理器的中断信号,
以此触发读取主线上从动器的值,并确定精度条件。
传感器有两种供电电压选择:5V 或 3V(电池供电)。其中,5V 也可简便的从更高供电电压(例如 8 至
16V)上通过外接元件调制。(具体请参考“应用信息”)
传感器封装里也集成了光学滤波器(长波可透),它主要截断可见光和近红外的辐射,以此提高传感器对
环境光及太阳光的抗扰度。光学滤波器可透波段为 5.5µm 至 14µm(除采用无涂层的锗镜头传感器,xCH 和 xCI
类)
MLX90614 系列
单区视场和双区视场
TO-39
封装
红外温度传感器
3901090614 第 3 / 52 页 数据手册
Rev 008 2013/2/28
3
目录
1 功能图 ........................................................................................................................................................................................................ 1
2 概述 ............................................................................................................................................................................................................ 1
3 目录 ............................................................................................................................................................................................................ 3
4 术语缩写 ..................................................................................................................................................................................................... 4
5 最大额定值 ................................................................................................................................................................................................. 4
6 引脚定义及描述 .......................................................................................................................................................................................... 5
7 电学特性 ..................................................................................................................................................................................................... 6
7.1 MLX90614Axx ..................................................................................................................................................................................... 6
7.2 MLX90614Bxx, MLX90614Dxx ............................................................................................................................................................ 8
8 详细描述 ................................................................................................................................................................................................... 10
8.1 功能框图 ............................................................................................................................................................................................ 10
8.2 信号处理原理 ..................................................................................................................................................................................... 10
8.3 模块描述 ............................................................................................................................................................................................ 11
8.3.1 放大器 ........................................................................................................................................................................................ 11
8.3.2 电源电压稳压及上电复位 ............................................................................................................................................................ 11
8.3.3 EEPROM ................................................................................................................................................................................... 11
8.3.4 RAM .......................................................................................................................................................................................... 14
8.4 SMBus 可兼容 的两线通信协议 ......................................................................................................................................................... 14
8.4.1 功能描述 .................................................................................................................................................................................... 14
8.4.2 与标准 SMBus 规范的区别 (参考资料 [1]) ................................................................................................................................... 15
8.4.3 详细描述 .................................................................................................................................................................................... 15
8.4.4 位传输 ........................................................................................................................................................................................ 16
8.4.5 命令 ........................................................................................................................................................................................... 17
8.4.6 SMBus 通信示例 ........................................................................................................................................................................ 17
8.4.7 时序的规范 ................................................................................................................................................................................. 18
8.4.8 睡眠模式 .................................................................................................................................................................................... 19
8.4.9 MLX90614 SMBus 的特别说明 ................................................................................................................................................... 20
8.5 PWM ................................................................................................................................................................................................. 21
8.5.1 PWM 单数据模式 ....................................................................................................................................................................... 22
8.5.2 PWM 扩展模式 ........................................................................................................................................................................... 23
8.5.3 自定义 PWM 输出的温度范围 ..................................................................................................................................................... 24
8.6 PWM 和 SMBus 通信之间的转换 ....................................................................................................................................................... 26
8.6.1 PWM 已使能 .............................................................................................................................................................................. 26
8.6.2 请求信号 .................................................................................................................................................................................... 26
8.6.3 PWM 未使能 .............................................................................................................................................................................. 26
8.7 环境温度和目标物体温度的计算 ........................................................................................................................................................ 27
8.7.1 环境温度 Ta ............................................................................................................................................................................... 27
8.7.2 物体温度 To ............................................................................................................................................................................... 27
8.7.3 计算流程 .................................................................................................................................................................................... 28
8.8 热继电器 ............................................................................................................................................................................................ 30
9 传感器的特性 ............................................................................................................................................................................................ 31
10 性能图表 ................................................................................................................................................................................................. 32
10.1 MLX90614 的温度精度 .................................................................................................................................................................... 32
10.1.1 标准精度 .................................................................................................................................................................................. 32
10.1.2 医疗精度 .................................................................................................................................................................................. 33
10.1.3 V
DD
对温度读数的影响 .............................................................................................................................................................. 33
10.2 视场 (FOV) ...................................................................................................................................................................................... 35
11 应用信息 ................................................................................................................................................................................................. 39
11.1 MLX90614 在 SMBus 通信中的配置 ................................................................................................................................................ 39
11.2 多个 MLX90614 在 SMBus 通信网络中的配置 ................................................................................................................................. 39
11.3 PWM 输出模式的应用 ...................................................................................................................................................................... 40
11.4 热警报器、恒温器 ............................................................................................................................................................................ 40
11.5 高电压源的应用 ............................................................................................................................................................................... 41
12 应用注释 ................................................................................................................................................................................................. 42
13 Melexis 不同焊接过程的产品有关工艺的标准信息 ................................................................................................................................... 44
14 ESD 预防 ................................................................................................................................................................................................ 44
15 FAQ ........................................................................................................................................................................................................ 45
16 封装信息 ................................................................................................................................................................................................. 47
16.1 MLX90614xxA ................................................................................................................................................................................. 47
MLX90614 系列
单区视场和双区视场
TO-39
封装
红外温度传感器
3901090614 第 4 / 52 页 数据手册
Rev 008 2013/2/28
16.2 MLX90614xCC ................................................................................................................................................................................ 47
16.3 MLX90614xCF ................................................................................................................................................................................ 48
16.4 MLX90614xCH ................................................................................................................................................................................ 48
16.5 MLX90614xCI ................................................................................................................................................................................. 49
16.6 零件的标记 ...................................................................................................................................................................................... 49
16.7 使用和储存湿度范围 ........................................................................................................................................................................ 49
17 图片目录 ................................................................................................................................................................................................. 50
18 参考资料 ................................................................................................................................................................................................. 51
19 免责声明 ................................................................................................................................................................................................. 51
4
术语缩写
PTAT
与绝对温度(封装温度)成正比的传感器(package temperature)
POR
上电复位
HFO
高频振荡器(RC 型)
DSP
数字信号处理
FIR
有限脉冲响应(数字滤波器)
IIR
无线脉冲响应(数字滤波器)
IR
红外光
PWM
脉冲宽度调制
DC
(PWM 的)占空比;直流(对稳定状态)
FOV
视场
SDA,SCL
串行数据,串行时钟(SMBus 的通信引脚)
Ta
传感器测量到的环境温度(封装温度)
To
被测目标温度(红外传感器“看到”的温度)
ESD
静电放电
EMC
电磁兼容性
ASSP
专用标准产品
TBD
未定义
注:有时也成
MLX90614xxx
为
“
模块
”
。
5
最大额定值
参数
MLX90614ESF-Axx
MLX90614ESF-Bxx
MLX90614ESF-Dxx
MLX90614KSF-Axx
供电电压,V
DD
(过压)
7V
5V
7V
供电电压,V
DD
(工作)
5.5 V
3.6V
5.5V
反向电压
0.4 V
工作温度范围 T
A
-40…+85C
-40…+125°C
储藏温度范围 T
S
-40…+125C
-40…+125°C
ESD 灵敏度 (AEC Q100 002)
2kV
SCL / Vz (Vz mode)的 DC 注入电流
2 mA
SDA / PWM 引脚的 DC 灌电流
25 mA
SDA / PWM 引脚的 DC 源电流
25 mA
SDA / PWM 引脚的 DC 钳位电流
25 mA
SCL 引脚的 DC 钳位电流
25 mA
表
1: MLX90614
的绝对最大额定值
超过绝对最大额定值可能造成器件永久性损坏,将器件长期置于绝对最大额定值会影响器件使用的可靠性。
MLX90614 系列
单区视场和双区视场
TO-39
封装
红外温度传感器
3901090614 第 5 / 52 页 数据手册
Rev 008 2013/2/28
6
引脚定义及描述
图
2:
引脚描述
引脚名称
功能
SCL / Vz
2 线通信协议中的串行时钟输入。内置 5.7V 齐纳二极管,便于外接双极型二极管,实
现 MLX90614Axx 适用于 8 至 16V 的供电。
SDA / PWM
数字输入、输出。正常情况下,可在此引脚上读出 PWM 制式的被测目标温度。
SMBus 兼容模式中,此引脚自动配置为开漏 NMOS。
VDD
外接供电电压
VSS
接地。传感器的金属壳也连接到此引脚。
表
2: MLX90614
的引脚描述
注:+12V (+8…+16V)供电应用,请参考应用信息章节。考虑到 EMC 及等温条件等原因,强烈建议不要连接任何除了 VSS
引脚以外的电气连接到传感器金属壳上。
当 SCL/Vz 引脚和 PWM/SDA 引脚配置成两线通信模式时,输入端的施密特触发器功能自动使能。
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资源评论
- PatPP2014-09-02太谢谢了,对English不好的人真的伤不起呀
- xq1860xq163com2015-06-25资源很有用,表示感谢
- 再好的昵称也被人娶了2018-04-16页面丢失也算下载成功?服气
- kdanddk2018-04-14终于懂了,辛苦楼主了
- brightsally2016-02-17可以用,很好。谢谢分享!
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