非接触温度计中热电堆红外传感器的应用

英尚微电子

新冠肺炎的突然爆发，给全球数个产业链的增长都带来了负面影响。但疫情也让平时需求量稳定的防疫物资热电堆传感器突然成了紧俏商品。

热电堆是一种热释红外线传感器，主要由热电偶构成的一种器件。它主要应用在耳式体温计、放射温度计、电烤炉、微波炉、食品温度检测等领域中，作为温度检测器件获得了广泛的应用。下面英尚微电子介绍关于非接触温度计中热电堆红外传感器的应用。

热电堆红外测温传感器
热电堆红外传感器

直接感应热辐射，为非接触温度测量提供了解决方案，它具有创新的硅基微机械技术保证了它极好的长期稳定性，非常低的温度灵敏系数,极好的光电特性。它不需要冷却，但在整个温度测量范围内能达到土1°C的精度。对于比较窄的温度测量范围，例如体温测量,精度可以达到+0.1°C。

在非接触温度计中的应用

用高精度热敏电阻来测量热电堆所处的环境温度，然后由CPU计算出测量温度。可以在EEPROM中预先写入一些标准的温度条件,例如:在被测物体温度为37°C、热电堆所处环境温 度为25°C条件下测得的输出电压。且热电堆的输出电压、运放的偏置及增益的离散性等等也可以通过软件来进行修正。

被测量对象的温度与热电堆所处的环境温度之间,存在着下面的关系。

Vout= A(Tb4-Ts4)

Vout为热电堆的输出电压(V)

A为比例系数

Tb为被测物体的温度(K)

因此，被测对象的温度，可以通过测量热电堆输出电压和热电堆所处环境的绝对温度，并通过运算后获得。

结构与工作原理

被红外线照射的吸收膜是一种热容量小、温度容易上升的薄膜。在紧靠衬板中央的下部为一空洞结构，这种结构的设计确保了冷端和测温端的温度差。热电偶由多晶硅与铝构成，两者串联连接，当各个热电偶测温端温度上升时，热电偶之间就会产生热电动势Vn,因此在输出端就可以获得它们的电压之和。

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