温度传感器介绍

作者：AirCity 2020.2.11
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疫情还在持续，这次灾难性的事故再次告诉我们，人类每一次挑战大自然，最终都会付出惨痛代价。
这段时间，各地设关设卡，过关就要测量体温，几乎都是在用额温枪测量。想起当年SARS的时候，我还在度高中，全班用一个水印体温计，挨个放腋下测量体温，每人5分钟，全班60个人，效率很低。那时候，红外的额温枪只有在电视中才能看到。时代在发展，科技也在进步，今天简单聊下温度传感器。

1 热敏电阻型：

热敏电阻型传感器都是无源器件，需要外部上拉电阻，ADC电路配合使用。在电子设备行业应用广泛。
可用于接触式，连续监测的温度计，也能做成蓝牙模块，无线测温。注意：需要产线校准后使用。
热敏电阻型温检测的理论最优性能如下：
精度：±0.1℃
误差：±0.35℃
尺寸：0.5x0.5x1.0，不考虑外围其他器件。
测量时间：约1min
价格：小于2RMB（FPC+外围电路）

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典型应用：
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最大特点：取代水银温度计，安全可靠。

2 温度传感器IC

将热敏器件集成进IC内部，集成ADC，I2C直接输出温度值的传感器。不需要产线校准。
这种传感器有两种原理：

PN结传感，超高精度，超低误差，比较常用。
热敏电阻传感，超高精度，误差与热敏电阻相同，不常用。

PN结传感原理的IC型温检测的理论最优性能如下：
精度：±0.01℃
误差：±0.1℃
尺寸：4x04x1.0，不考虑外围其他器件。
测量时间：约30s
价格：5~25RMB

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典型应用：
猜测体温贴用的是这种IC，因为外围电路非常简单，产线无需校准。

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3 热电堆（模拟）

热红外原理的传感器，模拟输出，需要ADC，需要产线校准，测量结果受环境影响很大。

误差：±0.5℃
-测量时间：5s
价格：未知，比数字型热电堆便宜

典型应用：额温枪，耳温枪
市面上大部分额温枪，耳温枪用的都是这种器件。器件，方案，算法都比较成熟。
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4 热电堆（数字）

热红外原理的传感器，I2C输出，产线无需校准，测量结果受环境影响很大。
数字型热电堆的最大优势是无需校准，电路简单，精度高。

误差：±0.3℃
测量时间：5s
价格：约10RMB

典型应用：
数字热电堆还处于推广阶段，已经量产的产品：智美德儿童手表，中兴老人机。
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上面列出的不同种类的传感器误差都比较大，好像市面上声称的精度都高达0.1℃，为什么？
其实误差和精度是两个概念，精度能探测到的最小温度变化，误差表示测量的准确度。精度很容易做到，只要ADC位数足够即可，但误差很难做到很小。失眠上的产品都在用精度这个指标来忽悠消费者。

我们买到的耳温枪准确度能到0.5℃，也就是误差能小于0.5℃就很不错了。

几种技术的对比：

类型	测量误差	设计难度	测量方式	测量时间	是否能连续监测	是否能连续监测
热敏电阻型	±0.35℃	低	接触	长	是	是
IC型	±0.1℃	高	接触	长	是	否
模拟热电堆	±0.5℃	高	非接触	短	否	是
数字热电堆	±0.3℃	中	非接触	短	否	否