IR连接传感器使温度监控变简单 2011-06-03 21:40:45来源:互联网
本文描述低功率、内部、温度—周期转换器（MAX6576）的特点。它耗电只有140_A（电源2.7V~5.5V），封装为6引脚SOT，测量温度范围-40℃~125℃。它的输出是一个方波，其周期正比于IC裸片温度的绝对温度（°K）。
测量对地有几十伏电位的电路元件的温度是困难的。而且，随着电压的增加，此工作变得更困难。在高EMI环境中的测量温度也是困难的。解决这些困难的一个良好方案是靠红外（IR）信号实现温度探头到读出测定位的连接。用最小功耗和锂电池或其他具有长搁置寿命和高能量密度的电池可简化传感器的电源装置。
本文描述低功率、内部传感器、温度—周期转换器（MAX6576）的特点。它耗电只有140_A（电源2.7V~5.5V），封装为6引脚SOT，测量温度范围-40℃~125℃。它的输出是一个方波，其周期正比于IC裸片温度的绝对温度（°K）。
可硬件实现比例因数：10，40，160，或640_s/℃。在本文的应用中，设置最低工作频率时的比例因数（给出最高的平均值和最低的噪声），室温下的有效周期为192ms（即25℃（298°K）大约为5.2HZ）。此周期大于IC的时间常数，它受器件可决定的最大温度转换率限制。在最高工作温度，信号周期为255ms；在最低温度（-40℃），周期为149ms。
IR发射器


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图1 IR发射器，用温度—周期转换器（MAX6576）为每个正向转换产生一个短的10 s IR脉冲

IR发射器电路（图1）IC方波输出的每个正向转换产生一个窄的、高密度大约10 s IR脉冲。该电路是非常简单的，用74HC132四双输入史密特触发器一个触发器作为正沿差分器、剩余3个触发器并联在一起作为IRLED的驱动器。IRLED是手持遥控控制单元中的标准型号。


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图2 IR接收器把接收自发射电路（图1）的IR脉冲转换为正比于温度的模拟输出（IR传感器是二极管器件）

电路的总电源电流在接近室温测量时小于140 A。用CR3032锂电池（3mm×23mm）供电，IR连接传感器可连续工作6个月。两个并联的CR3032可提供连续一年时间的工作电源。然而，像CR3032这样的标准锂电池受其60℃最高工作温度的限制。
松下公司的聚碳一氧化物高温电池（BR2477A，7.7mm×24.7mm）可作为传感器和IR发射器供电一年时间，工作温度范围-40℃~+125℃。因为电池在传感器组合装置中大于所有其他元件，所以，它是唯一确定装置整个大小的因素。
IR接收器和信号处理器
接收器/信号处理器的目的是接收温度传感器IR发射器所产生的IR脉冲，并产生一个数字输出和一个模拟输出。数字输出只不过是从IR信号恢复的标准逻辑脉冲，它做为微控制器中断是有用的。然后借助微控制器中的外设定时器和一个简单的定标算法可以从该信号恢复原来的温度数据。


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图3 从IR发射恢复的每个SIGNAL-PULSE产生两个脉冲（如图所示）用于控制输出取样—保持电路

模拟输出是一个正比于IR信号周期的dc电压，它由MAX6576输出确定，也正比于绝对温度。模拟输出使直接温度读数标定的DMM或DVM能读出LR连接传感处的温度。可以用一个全合1DVM IC（如MAX1495）建造可独立应用的单元，驱动LCD显示。