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GY-906紅外測距電路原理圖如下:
MLX90614系列紅外測溫模塊的原理及應用
南京航空航天大學 曾德志
摘要: MLX90614 系列模塊是一組通用的紅外測溫模塊。在出廠前該模塊已進行校驗及線性化,具有非接觸、體積小、精度高,成本低等優點。被測目標溫度和環境溫度能通過單通道輸出,并有兩種輸出接口,適合于汽車空調、室內暖氣、家用電器、手持設備以及醫療設備應用等。本文以MLX90614AAA為例介紹其原理和應用。
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,且極易受環境溫度的影響;而紅外測溫是根據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,具有影響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、不受測溫上限的限制、穩定性好等特點,近年來在家庭自動化、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
物體紅外輻射能量的大小和波長的分布與其表面溫度關系密切。因此,通過對物體自身紅外輻射的測量,能準確地確定其表面溫度,紅外測溫就是利用這一原理測量溫度的。紅外測溫器由光學系統、光電探測器、信號放大器和信號處理及輸出等部分組成。光學系統匯聚其視場內的目標紅外輻射能量,視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變為相應的電信號。該信號經過放大器和信號處理電路,并按照儀器內的算法和目標發射率校正后轉變為被測目標的溫度值。 PWM 的全稱是 Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)即通過調節脈沖的周期、寬度,以達到變壓、變頻的目的,數字式脈寬調制方式中,數字是控制信號,通過改變高低電平數的比值達到改變占空比的目的,PWM 控制電路在開關穩壓電源、不間斷電源(UPS)以及直流電機調速,交流電機變頻調速等控制電路中有著廣泛應用。
SMBus (System Management Bus,)是 1995 年由intel 公司提出的一種高效同步串行總線,SMBus 只有兩根信號線:雙向數據線和時鐘信號線,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SMBus 接口的單片機上也可利用軟件進行模擬。
Melexis 公司生產的 MLX90614 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 81101 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)共同作用的結果,理想情況下熱電元件的輸出電壓為:
其中溫度單位均為 Kelvin,A為元件的靈敏度常數。
目標溫度和環境溫度由 81101 內置的熱電偶測定測量,從 81101 中輸出的兩路溫度信號分別經內部 MLX90302 器件上高性能、低噪聲的斬波穩態放大器放大再經一個 17-bit 的模數轉換器(ADC)和強大的數字信號處理(DSP)單元后輸出。
該系列模塊的溫度解析度可達 0.01°C,體積小巧,被測目標和環境溫度能通過單通道(由 MLX90302 內的狀態機控制)輸出,有兩種輸出方式:PWM 輸出、可編程 SMBus 輸出,適于多種應用環境,下面以 MLX90614 為例,重點介紹其特性和使用方法。
通過 SMBus 編程可以更改模塊 EEPROM 內的預設值并按照應用要求進行配置,并可以讀出 EEPROM 內的配置信息;還可以讀出模塊 RAM 內溫度等數據。
MLX90614有適用于 3伏和 5 伏電源操作的兩種類型。由于3 伏型其小于 2 毫安的電流消耗,它非常適用于手提裝置和電池動力裝置。為此,傳感器也具有一個節能“休眠”模式,此時電流消耗可低于 2 毫安。對于 12 伏汽車電池直接供電的情況,5 伏型包含的電子部件可與幾個外部元件一起在較高電壓下運行。
3 MLX90614簡介
3.1 MLX90614 管腳
單片機源程序如下:
所有資料51hei提供下載:
GY-906資料.rar
(2.26 MB, 下載次數: 105)
2018-5-30 13:54 上傳
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