红外温度计MLX90614及其应用

　　1　引　言

　　红外温度测量是通过热辐射原理来测量温度的,是一种非接触式温度测量方式,与接触式温度测量相比,不会干扰测量对象的温度场、响应速度快、精度高、测量范围广,近年来在航空、军事、医疗等方面的应用越来越广泛。Melexis公司生产的MLX90614红外温度计是一种使用方便的红外测温器件,直接输出完全线性化的并已对环境温度进行补偿的数字温度。该器件具有2种温度输出方式:数字PWM输出及SMBus接口输出,采用罐形(TO-39)封装,体积小巧、使用方便。MLX90614的温度测量范围为-40~+125℃,温度分辨率为0.02℃。在温度范围为+32~+42℃时,测量的绝对精度为±0.2℃,因此非常适用于对人体温度进行初步测量。

　　2　MLX90614简介

　　2.1　MLX90614的结构框图

　　MLX90614由红外温度传感器、低噪声放大器、A/D转换器、DSP单元、脉宽调制电路及逻辑控制电路构成,其内部框图如图1所示。热电耦输出的温度信号经过内部高性能、低噪声的运算放大器放大后送给模/数转换器(ADC),ADC输出的17位数字量经过可编程FIR和IIR低通滤波器(即框图中的DSP)处理后输出,该输出作为测量结果保存在MLX90614内部RAM存储单元中,可以通过SMBus读取;同时测量结果送到后级数字式脉冲宽度调制电路,将测量结果以PWM的方式输出。

　　2.2　MLX90614的封装及引脚功能

　　MLX90614采用4脚罐形封装(TO-39),如图2所示。其引脚功能如表1所示。

　　2.3　MLX90614中的存储器

　　2.3.1　PROM

　　MLX90614中共有32个字长为16位的E2PROM存储单元,其地址为000H~01FH,这些地址单元通过SM-BUS总线可以读取,但是只有部分是可用户可改写的,如表2所示。

　　(1)测量范围上限的设定方法为:根据100×(TOMAX+273.15)计算出相应数据,写入000H单元。比如:TOMAX=+50℃,则应向E2PROM的000H单元写入7E3BH。

　　(2)测量范围下限的设定方法与上限值相似,根据100×(TOMIN+273.15)计算出数据写入001H单元。

　　(3) PWM控制用来对MLX90614中的IIR滤波器、FIR滤波器、放大器、PWM控制器等进行设置。

　　(4) 00EH单元用来设定器件的地址,默认的地址为5AH。当多个MLX90614应用于一个系统中时,可以向该单元写入不同的数据,以便识别和寻址,最多允许有127个MLX90614器件连接在一条SMBus总线上。

　　2.3.2　MLX90614中的RAM

　　MLX90614中总共有32个字长为17位的RAM单元,用户不能向这些RAM中写入数据,但可以从地址为006H,007H,008H(仅对MLX90614XBX)的单元读取数据,这些单元分别存储测得的环境温度Ta、测量对象温度Tobj1和Tobj2(仅对MLX90614XBX)。