写在正文之前:本人从事的是传感器行业,产品是数字式非接触式红外热电堆,本文为本人(姚先生 )在和各行各业客户的探讨和实测中总结,敬请各位阅读指正!
近期,我们在走访客户以及和客户在网络沟通中发现,有一些中小客户在试用由模拟温度传感器搭建而成的测温模组,究其原因,主要是价格更优惠一点。虽然不多,但是在家电等消费类电子市场中,还是很有吸引力的。
在这里,我将从三个维度为各位说明为什么数字红外温度传感器优于模拟温度传感器搭建的温度模组。
Ⅰ,历史实证
实际上,在2019年下半年后,多个行业包括家电、智能穿戴等行业兴起一波使用测温模组替代NTC、热电偶、铂电阻等接触式测温模组的浪潮。
在智能穿戴行业,因其空间狭小,放不下太大的器件,TO-39封装的传感器被淘汰。TO-46封装的模拟温度传感器勉强可以放进去,但是,单独的模拟温度传感器需要其他器件配合(下文再述),结果,又受限于空间限制,无法放下其他器件,于是众多厂家都放弃了。
题外话,穿戴式行业的两大龙头,A和H公司,都有智能手环、手表在售,也有带测温功能的,之前采用的都是接触式方案。
但是,这两大品牌的产品说明书上都有说明,测得的温度,只能做参考,不做其他用途。这已经很能说明问题了。
家电行业中很多大品牌也是在2020年左右,有些甚至更早,开始测试模拟温度传感器搭建的温度模组,但是经过长时间的测试(当然,也有大品牌曾经上过项目),发现如下问题:
刚刚开始测试的时候,可以达到或接近要求的指标。但是,经过一段时间(大约是7-9个月),再测温的的时候,发现温漂特别严重,几乎无法使用。而且,最要命的是,每一个模组温漂的程度不一样,完全无规律。衰减温漂是物理性的,必须重新回厂进行设备校准才能继续使用。
由此,这些大品牌厂家都放弃了由模拟温度传感器搭建而成的测温模组。
Ⅱ,技术路径天然的缺陷
以下为国际品牌数字温度传感器厂家MLX的对模拟温度传感器搭建而成的测温模组的总结,大家可以在网络上自行搜寻全文,相关摘抄如下:
1,电磁兼容性(EMC):模拟线路比数字通信更容易受噪声影响。模拟信号在传输过程中和叠加的噪声很难分离,噪声会随着信号被传输、放大、严重影响通信质量。
2,对温度,电源变化或湿度等环境条件的依赖性更高。
以下是我司在实际设计中的总结,各位可以找自己做额温枪、耳温枪类的朋友验证:
3, 模拟温度传感器模组,模拟信号需要做两级放大,每级100倍,两级总计放大10000倍。所以,外界的干扰稍微大一点,时间久一点,就出现无规则温漂现象。
Ⅲ,数字传感器本身的优势
数字传感器,理论上是把模组的器件能缩小的缩小,能集成的集成,然后合封装一个腔体内。包括温度传感器也是如此。
看起来很简单,对不对?
那为什么现在市场上数字传感器包括数字温度传感器如此少呢?
因为其技术难度大、研发成本投入高,沉没成本太高。
要做好一款数字温度传感器,1000万的现金是基础,还要加上高水平的研发人员,至少持续数年的持续不断的投入,包括反复多次的流片(失败了就归零,要重新开始),甚至要自行设计组装调教设备。
一个技术路径的突破,需要多年实践的经验积累,还要加上灵光闪现,智慧大爆发才能有机会做出一款能够投入大批量被终端客户使用的产品。
当然,你还得必须规避已被其他厂家注册的专利。
单独就温度传感器而言,更是如此。
数字温度传感器是C-MOS制程和MEMS制程的统一体。要做到高集成,高抗干扰力,要增加抗电磁、抗微波、抗旁温等材料,并且要完全密封,还要充入惰性气体,只有这样,才能避开外界各种干扰,还有衰减问题。
综上所述,数字温度传感器在技术上是全面领先模拟温度传感器搭建而成的测温模组,解决了模拟温度传感器搭建而成的测温模组无法解决的问题。
而这个问题是物理性的,没有任何其他解决途径。
另外,有厂家向客户提出了“半数字”温度传感器的概念。就我们的理解而言,如果整体没有密封,模拟线路暴露,那就是一个测温模组。虽然模组输出的也是温度值,但该出现的问题还是会出现。
简而言之,模拟就是模拟,数字就是数字。就像人就是人,马就是马,不存在“半人马”。
写在最后,再举一个已经量产的产品。华东的某家已经量产一年多的自动*菜机,用的就是MLX数字温度传感器,因其价格高昂,交付周期长达一年。另外,以其注重研发的风格而言,他们测试过多家测温模组产品,最终还是选择了数字温度传感器。
他们最近也在切换深圳市谷德科技的GD60933系列,主要原因除了价格低、交付周期只要4-6周外,还因其集成度高、精度高,大大减少了研发、生产成本,提高了利润。