MLX90601EKA-CAA測溫方案解析

1 引言

一般來說，測溫方式可分為接觸式和非接觸式，接觸式測溫只能測量被測物體與測溫傳感器達到熱平衡后的溫度，所以響應時間長，且極易受環(huán)境溫度的影響;而紅外測溫是根據(jù)被測物體的紅外輻射能量來確定物體的溫度，不與被測物體接觸，具有不擾動被測物體溫度分布場，溫度分辨率高、響應速度快、測溫范圍廣，穩(wěn)定性好等特點，近年來在汽車電子、航空和軍事上得到越來越廣泛的應用。

2 測溫原理概述

PWN的全稱是Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)即通過調(diào)節(jié)脈沖的周期、寬度，以達到變壓、變頻的目的，數(shù)字式脈寬調(diào)制方式中，數(shù)字是控制信號，通過改變高低電平數(shù)的比值達到改變占空比的目的，PWM控制電路在開關(guān)穩(wěn)壓電源、不間斷電源(UPS)以及直流電機調(diào)速，交流電機變頻調(diào)速等控制電路中有著廣泛應用。

SPI(Serial Peripheral Interface)是Motorola公司提出的一個同步串行外設接口，容許CPU與各種外圍接口器件以串行方式進行通信、交換信息，即可以提高傳輸速度也可以減小器件的資源占用，另外即使在沒有SPI接口的單片機上也可利用軟件進行模擬。

Melexis公司生產(chǎn)的MLX90601系列測溫模塊是應用非常方便的紅外測溫裝置，其所有的模塊都在出廠前進行了校驗，并且可以直接輸出線性或準線性信號，具有很好的互換性，免去了復雜的校正過程。

該模塊以MLX90247熱電元件作為紅外感應部分。輸出是被測物體溫度(TO)與傳感器自身溫度(Ta)共同作用的結(jié)果，理想情況下MLX90247輸出電壓為：

其中溫度單位均為Kelvin，a為儀器常數(shù)。

傳感器自身溫度由MLX90247內(nèi)置的熱敏電阻測定測量，從MLX90247中輸出的兩路溫度信號分別經(jīng)內(nèi)部MLX90313器件上兩路高性能、低噪聲的斬波穩(wěn)態(tài)放大器放大再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸出。

該系列模塊精度可達±0.2℃，體積小巧，被測物體和環(huán)境溫度能分雙通道輸出，有多種輸出方式：模擬線性輸出、PWM輸出、可編程SPI輸出等，適于多種應用環(huán)境，下面以MLX90601-CAA為例，重點介紹其特性和使用方法。

MLX90601EZA-CAA用工業(yè)和商業(yè)2種應用產(chǎn)品。能以PWM和SPI兩種方式分別輸出被測物體和傳感器溫度，另外通過SPI可編程引腳還可以更改模塊內(nèi)部預設值，并且還具有繼電器驅(qū)動輸出，進一步驅(qū)動后續(xù)電路。

3 MLX90601EZA-CAA簡介

MLX90601EZA-CAA的電氣特性如表1所列。引腳排列如圖1所示，各引腳的功能如下：

REL1(1腳)：繼電器輸出;

VSS(2腳)：地;

VDD(3腳)：電源;

SDIN(4腳)：SPI數(shù)據(jù)入口;

SDOUT(5腳)：SPI數(shù)據(jù)出口;

CSB(6腳)：片選;

SCLK(7腳)：時鐘;

IROUT(8腳)：PWM輸出被測物體溫度;

VREF(9腳)：參考電壓;

TEMPOUT(10腳)：PWM環(huán)境溫度輸出。