MLX90614的原理与应用.pdf

《MLX90614的原理与应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、MLX90614系列红外测温模块的原理及应用南京航空航天大学曾德志摘要：MLX90614系列模块是一组通用的红外测温模块。在出厂前该模块已进行校验及线性化，具有非接触、体积小、精度高，成本低等优点。被测目标温度和环境温度能通过单通道输出，并有两种输出接口，适合于汽车空调、室内暖气、家用电器、手持设备以及医疗设备应用等。本文以MLX90614AAA为例介绍其原理和应用。1引言一般来说，测温方式可分为接触式和非接触式，接触式测温只能测量被测物体与测温传感器达到热平衡后的温度，所以响应时间长，且极易受环境温度的影响；而红外测温是根据

2、被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度，不与被测物体接触，具有影响动被测物体温度分布场，温度分辨率高、响应速度快、测温范围广、不受测温上限的限制、稳定性好等特点，近年来在家庭自动化、汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。2测温原理概述物体红外辐射能量的大小和波长的分布与其表面温度关系密切。因此，通过对物体自身红外辐射的测量，能准确地确定其表面温度，红外测温就是利用这一原理测量温度的。红外测温器由光学系统、光电探测器、信号放大器和信号处理及输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件

3、及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。PWM的全称是PulseWidthModulation（脉冲宽度调制）即通过调节脉冲的周期、宽度，以达到变压、变频的目的，数字式脉宽调制方式中，数字是控制信号，通过改变高低电平数的比值达到改变占空比的目的，PWM控制电路在开关稳压电源、不间断电源（UPS）以及直流电机调速，交流电机变频调速等控制电路中有着广泛应用。SMBus（SystemManagementBus，）是199

4、5年由intel公司提出的一种高效同步串行总线，SMBus只有两根信号线:双向数据线和时钟信号线，容许CPU与各种外围接口器件以串行方式进行通信、交换信息，即可以提高传输速度也可以减小器件的资源占用，另外即使在没有SMBus接口的单片机上也可利用软件进行模拟。Melexis公司生产的MLX90614系列测温模块是应用非常方便的红外测温装置，其所有的模块都在出厂前进行了校验，并且可以直接输出线性或准线性信号，具有很好的互换性，免去了复杂的校正过程。该模块以81101热电元件作为红外感应部分。输出是被测物体温度（TO）与传感器自身

5、温度（Ta）共同作用的结果，理想情况下热电元件的输出电压为：44Vir=A(To−Ta)其中温度单位均为Kelvin，A为元件的灵敏度常数。目标温度和环境温度由81101内置的热电偶测定测量，从81101中输出的两路温度信号分别经内部MLX90302器件上高性能、低噪声的斩波稳态放大器放大再经一个17-bit的模数转换器（ADC）和强大的数字信号处理(DSP)单元后输出。该系列模块的温度解析度可达0.01°C，体积小巧，被测目标和环境温度能通过单通道（由MLX90302内的状态机控制）输出，有两种输出方式：PWM输出、可编程S

6、MBus输出，适于多种应用环境，下面以MLX90614为例，重点介绍其特性和使用方法。通过SMBus编程可以更改模块EEPROM内的预设值并按照应用要求进行配置，并可以读出EEPROM内的配置信息；还可以读出模块RAM内温度等数据。MLX90614有适用于3伏和5伏电源操作的两种类型。由于3伏型其小于2毫安的电流消耗，它非常适用于手提装置和电池动力装置。为此，传感器也具有一个节能“休眠”模式，此时电流消耗可低于2毫安。对于12伏汽车电池直接供电的情况，5伏型包含的电子部件可与几个外部元件一起在较高电压下运行。3MLX90614

7、简介3.1MLX90614管脚表1MLX90614的管脚功能名称功能描述VSS电源地，金属外壳和该管脚相连SCL/VzSMBus接口的时钟信号，或8-16V电源供电时接三极管基极PWM或SMBus接口的数据信号，通常模式下从该管脚通过PWMPWM/SDA输出物体温度VDD电源3.2MLX90614存储器3.2.1EEPROM只有某些存储单元用户能够写入，但是可以读出全部存储单元。MLX90614的EEPROM有32个16位存储单元，其中存储单元Tomax,Tomin,Ta分别是用户物体温度上下限和环境温度范围，PWMCTRL是

8、PWM配置寄存器。3.2.2RAM用户不能向RAM写入数据，但是可以读一些存储单元。MLX90614的RAM有32个17位存储单元，其中TA,TOBJ1,TOBJ2是环境温度和物体温度,在SMBus方式下，可以从这几个存储单元读出环境和被测物体的温度。4应用设计4.1MLX9