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0.1℃高精度数字温度传感芯片在体温监测中的应用

工采网电子元件 2021-11-22 14:41 发文

体温是人体健康的重要指征,也是人体健康监测的重要指标之一。日常人体测温主要分为接触式与非接触式两种。非接触式主要以红外热电堆原理的耳温枪或额温枪为主,通过算法补偿将皮肤温度转换为体温,具有测温速度快的优点,但测量易受环境影响,精度有限。接触式以水银温度计为主,使用简单、方便,但因水银(汞)有毒,我国已与多国联合签署《关于汞的水俣公约》,明确“自2026年1月1日起,禁止生产含汞体温计和含汞血压计。”为此,水银温度计替代势在必行。

接触式电子体温计具有测量精度高、时间短、读数方便等优点,其核心元件是感知温度的温度传感器,热敏电阻便是其中之一。它具有体积小、灵敏度高、反应速度快等优点,但线性度、大规模精度与一致性低,稳定性差,年漂移率高。与热敏电阻相比,数字温度芯片具有线性度和一致性好、年漂移率低、功耗低等优点,而且,不需要进行非线性校准,外围电路简单,是目前应用较为普遍的一种温度传感器。

M601、M117、MTS01系列是敏源医疗级高精度数字模拟混合信号温度传感芯片,最高测温精度±0.1℃,用户无需进行校准。芯片具有精度高、一致性好、测温快、功耗低、可编程配置灵活、寿命长等优点。

0.1℃高精度数字温度传感芯片在体温监测中的应用

芯片感温原理基于CMOS半导体PN节温度与带隙电压的特性关系,经过小信号放大、模数转换、数字校准补偿后,数字单总线或I2C通信输出。芯片有唯一64位ID序列号,出厂前经过100%测试校准,根据温度误差特性进行校准系数拟合,芯片内部自动进行补偿计算。内置32bit非易失性EEPROM存储单元,用于保存芯片ID号、高低温报警阈值、温度校准修正值以及用户自定义信息,如传感器节点编号、位置信息等。

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与国外竞品相比,M601、M117、MTS01系列芯片精度及分辨率高,内置16 bit ADC,分辨率0.004°C;功耗低,测温平均电流5.2μA@3.3V;测温速度快,温度转换时间10.5ms/5.5ms/4ms可配置;供电电压范围宽,1.8V~5.5V;工作温度范围宽,-70°C~+150°C;而且,部分芯片可Pin to Pin兼容国外竞品,如,M117可Pin to Pin兼容替代TI TMP117、MTS01可Pin to Pin兼容替代Sensirion STS35等。

随着科技进步和物联网技术发展,各种智能穿戴设备兴起,对人体体温进行长期监测,并实现异常报警等功能需求增加。敏源医疗级高精度数字温度传感芯片M601、M117、MTS01系列已在多种体温监测产品上应用,部分场景如下。

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