IR連接傳感器使溫度監(jiān)控變簡(jiǎn)單 2011-06-03 21:40:45來源:互聯(lián)網(wǎng)
本文描述低功率、內(nèi)部、溫度—周期轉(zhuǎn)換器（MAX6576）的特點(diǎn)。它耗電只有140_A（電源2.7V~5.5V），封裝為6引腳SOT，測(cè)量溫度范圍-40℃~125℃。它的輸出是一個(gè)方波，其周期正比于IC裸片溫度的絕對(duì)溫度（°K）。
測(cè)量對(duì)地有幾十伏電位的電路元件的溫度是困難的。而且，隨著電壓的增加，此工作變得更困難。在高EMI環(huán)境中的測(cè)量溫度也是困難的。解決這些困難的一個(gè)良好方案是靠紅外（IR）信號(hào)實(shí)現(xiàn)溫度探頭到讀出測(cè)定位的連接。用最小功耗和鋰電池或其他具有長(zhǎng)擱置壽命和高能量密度的電池可簡(jiǎn)化傳感器的電源裝置。
本文描述低功率、內(nèi)部傳感器、溫度—周期轉(zhuǎn)換器（MAX6576）的特點(diǎn)。它耗電只有140_A（電源2.7V~5.5V），封裝為6引腳SOT，測(cè)量溫度范圍-40℃~125℃。它的輸出是一個(gè)方波，其周期正比于IC裸片溫度的絕對(duì)溫度（°K）。
可硬件實(shí)現(xiàn)比例因數(shù)：10，40，160，或640_s/℃。在本文的應(yīng)用中，設(shè)置最低工作頻率時(shí)的比例因數(shù)（給出最高的平均值和最低的噪聲），室溫下的有效周期為192ms（即25℃（298°K）大約為5.2HZ）。此周期大于IC的時(shí)間常數(shù)，它受器件可決定的最大溫度轉(zhuǎn)換率限制。在最高工作溫度，信號(hào)周期為255ms；在最低溫度（-40℃），周期為149ms。
IR發(fā)射器


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圖1 IR發(fā)射器，用溫度—周期轉(zhuǎn)換器（MAX6576）為每個(gè)正向轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一個(gè)短的10 s IR脈沖

IR發(fā)射器電路（圖1）IC方波輸出的每個(gè)正向轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一個(gè)窄的、高密度大約10 s IR脈沖。該電路是非常簡(jiǎn)單的，用74HC132四雙輸入史密特觸發(fā)器一個(gè)觸發(fā)器作為正沿差分器、剩余3個(gè)觸發(fā)器并聯(lián)在一起作為IRLED的驅(qū)動(dòng)器。IRLED是手持遙控控制單元中的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。


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圖2 IR接收器把接收自發(fā)射電路（圖1）的IR脈沖轉(zhuǎn)換為正比于溫度的模擬輸出（IR傳感器是二極管器件）

電路的總電源電流在接近室溫測(cè)量時(shí)小于140 A。用CR3032鋰電池（3mm×23mm）供電，IR連接傳感器可連續(xù)工作6個(gè)月。兩個(gè)并聯(lián)的CR3032可提供連續(xù)一年時(shí)間的工作電源。然而，像CR3032這樣的標(biāo)準(zhǔn)鋰電池受其60℃最高工作溫度的限制。
松下公司的聚碳一氧化物高溫電池（BR2477A，7.7mm×24.7mm）可作為傳感器和IR發(fā)射器供電一年時(shí)間，工作溫度范圍-40℃~+125℃。因?yàn)殡姵卦趥鞲衅鹘M合裝置中大于所有其他元件，所以，它是唯一確定裝置整個(gè)大小的因素。
IR接收器和信號(hào)處理器
接收器/信號(hào)處理器的目的是接收溫度傳感器IR發(fā)射器所產(chǎn)生的IR脈沖，并產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字輸出和一個(gè)模擬輸出。數(shù)字輸出只不過是從IR信號(hào)恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯脈沖，它做為微控制器中斷是有用的。然后借助微控制器中的外設(shè)定時(shí)器和一個(gè)簡(jiǎn)單的定標(biāo)算法可以從該信號(hào)恢復(fù)原來的溫度數(shù)據(jù)。


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圖3 從IR發(fā)射恢復(fù)的每個(gè)SIGNAL-PULSE產(chǎn)生兩個(gè)脈沖（如圖所示）用于控制輸出取樣—保持電路

模擬輸出是一個(gè)正比于IR信號(hào)周期的dc電壓，它由MAX6576輸出確定，也正比于絕對(duì)溫度。模擬輸出使直接溫度讀數(shù)標(biāo)定的DMM或DVM能讀出LR連接傳感處的溫度?？梢杂靡粋€(gè)全合1DVM IC（如MAX1495）建造可獨(dú)立應(yīng)用的單元，驅(qū)動(dòng)LCD顯示。