近幾年來(lái)，額溫槍在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強(qiáng)，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴(kuò)大。比起接觸式測(cè)溫方法，額溫槍有著響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，額溫槍示意圖，如圖1所示。

圖1. 額溫槍示意圖

新冠肺炎疫情的爆發(fā)，讓一直不溫不火的額溫槍成為了2020年開(kāi)年以來(lái)醫(yī)療電子市場(chǎng)的緊俏產(chǎn)品之一，成了疫情防控的重要物資，小小額溫槍是如何完成重大“使命“的呢？

額溫槍的工作原理：

額溫槍又稱紅外測(cè)溫儀，吸收人體發(fā)射的紅外線輻射能量來(lái)測(cè)定體溫。

任何物體在高于絕對(duì)零度（-273℃）以上是都會(huì)向外發(fā)出紅外線，額溫槍通過(guò)傳感器接受紅外線，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，由紅外測(cè)溫信號(hào)處理芯片將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)得出感應(yīng)溫度數(shù)據(jù)。工作原理圖，如圖2所示。

圖2. 額溫槍工作原理圖

保證額溫槍精確度的三大關(guān)鍵點(diǎn)：

1、 紅外熱電堆傳感器本身也是屬于MEMS芯片技術(shù)，其設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的條件也影響其精度和測(cè)量一致性。晶華微與國(guó)內(nèi)外多家大型紅外熱電堆廠家長(zhǎng)期保持重要合作關(guān)系，為終端客戶提供一站式產(chǎn)品化應(yīng)用方案。

2、 取決于紅外測(cè)溫信號(hào)處理芯片ADC的精度與穩(wěn)定性。晶華微的紅外測(cè)溫信號(hào)處理芯片是采用高精度ADC+MCU的SoC，單芯片即可完成信號(hào)測(cè)量、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、內(nèi)置LCD/LED驅(qū)動(dòng)及通訊傳輸串口等功能，如圖3所示。

圖3. 單芯片方案結(jié)構(gòu)圖

3、 對(duì)傳感器信號(hào)和環(huán)境溫度補(bǔ)償?shù)能浖?a target="_blank">算法的優(yōu)劣，也直接影響測(cè)量準(zhǔn)確度和一致性。晶華微在便攜式額溫槍/耳溫槍方案開(kāi)發(fā)有多年經(jīng)驗(yàn)，合作客戶量產(chǎn)額溫槍已超千萬(wàn)支，產(chǎn)品均符合國(guó)內(nèi)CFDA或國(guó)外FDA、CE醫(yī)療資質(zhì)認(rèn)證。

方案介紹：

整個(gè)人體紅外測(cè)溫系統(tǒng)由紅外熱電堆傳感器、控制芯片（SD8709）、顯示按鍵、電源、蜂鳴器和指示燈等電路組成。

此方案基于晶華微SD8709芯片設(shè)計(jì)的額溫槍解決方案，具有電路簡(jiǎn)單，外圍器件少及整體功耗低等優(yōu)點(diǎn)，電路原理圖如圖4所示：

圖4. SD8709單芯片額溫槍方案電路原理圖

晶華微方案優(yōu)勢(shì)：

晶華微是國(guó)內(nèi)極少數(shù)擁有紅外測(cè)溫芯片研發(fā)及應(yīng)用方案開(kāi)發(fā)能力的IC設(shè)計(jì)公司。在紅外測(cè)溫領(lǐng)域耕耘5年，上百個(gè)成熟穩(wěn)定的解決方案。連續(xù)3年大規(guī)模量產(chǎn)發(fā)貨，已與全國(guó)幾十家規(guī)?；a(chǎn)的知名廠商保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作，并為德國(guó)、瑞士等海外知名廠商大量供貨。

單芯片方案，節(jié)省外圍器件，性價(jià)比高；算法先進(jìn)、穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高。

晶華微提供一站式軟硬件支持，根據(jù)客戶傳感器特性和PCB尺寸定制方案，如圖5所示。

圖5. PCB電路板

芯片介紹：

SD8709是高精度 24 位ADC的SoC產(chǎn)品，外圍資源豐富：RTC，可選的多種穩(wěn)壓電源輸出，靈活設(shè)置的 PGIA 模塊，升壓模塊，UART、I2C、SPI、TIMER、PWM/PDM、PFD、CAPTURE 輸出模塊，LCD 驅(qū)動(dòng)等。

本產(chǎn)品帶 16k Bytes OTP，可以低壓自燒錄，燒錄電壓范圍：2.4V~3.6V，OTP可以替代EEPROM 使用。

超低功耗設(shè)計(jì)，典型應(yīng)用時(shí)整個(gè)芯片的工作電流約為 1mA（IAD=0）或 1.5mA（IAD=1）。提供三種工作模式：正常工作模式、待機(jī)模式和休眠模式。

芯片特點(diǎn)：

• 8位RISC超低功耗MCU，16kBytes OTP程序存儲(chǔ)器，512Bytes SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
• 集成多種時(shí)鐘振蕩器，可靈活選擇，選擇外部晶振時(shí)，支持停振檢測(cè)功能。
• ?高精度 ADC，ENOB=18.8bits@8sps，差分 2通道或單端 4 通道，輸出速率可選。
• ADC 外部基準(zhǔn)與內(nèi)部基準(zhǔn)可選，內(nèi)部集成多種基準(zhǔn)選項(xiàng)。
• 低噪聲高輸入阻抗前置放大器，1、12.5、50、100 和 200 倍增益可選。
• 24SEG×4COM 液晶驅(qū)動(dòng)電路，超低功耗和大驅(qū)動(dòng)能力設(shè)計(jì)。
• 低壓燒錄功能，可以替代外部 EEPROM。
• 內(nèi)有硅溫度傳感器，可單點(diǎn)校準(zhǔn)。
• 豐富的外圍資源：UART，I2C，SPI，PWM/PDM，PFD，TIMER，CAPTURE，RTC。
• 靈活的電池檢測(cè)功能，檢測(cè)范圍 2.0V~3.3V；掉電檢測(cè)電路和上電復(fù)位電路。
• ?工作電壓范圍：2.4V~3.6V；工作溫度范圍：-40℃~ 85℃。

結(jié)語(yǔ)：

多年來(lái)，晶華微一直致力于人體健康管理領(lǐng)域的探索，憑借晶華微高精度ADC和高性能MCU，實(shí)現(xiàn)對(duì)體重、體脂、體溫等各人體健康參數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量。晶華微將持續(xù)加大研發(fā)投入，深耕各應(yīng)用領(lǐng)域，為用戶提供專業(yè)精準(zhǔn)的解決方案，支持終端客戶向更高端的產(chǎn)品邁進(jìn)，為行業(yè)賦能，推動(dòng)中國(guó)大健康產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。