寫在正文之前:本人從事的是傳感器行業(yè),產(chǎn)品是數(shù)字式非接觸式紅外熱電堆,本文為本人(姚先生 )在和各行各業(yè)客戶的探討和實(shí)測中總結(jié),敬請各位閱讀指正!
近期,我們在走訪客戶以及和客戶在網(wǎng)絡(luò)溝通中發(fā)現(xiàn),有一些中小客戶在試用由模擬溫度傳感器搭建而成的測溫模組,究其原因,主要是價(jià)格更優(yōu)惠一點(diǎn)。雖然不多,但是在家電等消費(fèi)類電子市場中,還是很有吸引力的。
在這里,我將從三個(gè)維度為各位說明為什么數(shù)字紅外溫度傳感器優(yōu)于模擬溫度傳感器搭建的溫度模組。
Ⅰ,歷史實(shí)證
實(shí)際上,在2019年下半年后,多個(gè)行業(yè)包括家電、智能穿戴等行業(yè)興起一波使用測溫模組替代NTC、熱電偶、鉑電阻等接觸式測溫模組的浪潮。
在智能穿戴行業(yè),因其空間狹小,放不下太大的器件,TO-39封裝的傳感器被淘汰。TO-46封裝的模擬溫度傳感器勉強(qiáng)可以放進(jìn)去,但是,單獨(dú)的模擬溫度傳感器需要其他器件配合(下文再述),結(jié)果,又受限于空間限制,無法放下其他器件,于是眾多廠家都放棄了。
題外話,穿戴式行業(yè)的兩大龍頭,A和H公司,都有智能手環(huán)、手表在售,也有帶測溫功能的,之前采用的都是接觸式方案。
但是,這兩大品牌的產(chǎn)品說明書上都有說明,測得的溫度,只能做參考,不做其他用途。這已經(jīng)很能說明問題了。
家電行業(yè)中很多大品牌也是在2020年左右,有些甚至更早,開始測試模擬溫度傳感器搭建的溫度模組,但是經(jīng)過長時(shí)間的測試(當(dāng)然,也有大品牌曾經(jīng)上過項(xiàng)目),發(fā)現(xiàn)如下問題:
剛剛開始測試的時(shí)候,可以達(dá)到或接近要求的指標(biāo)。但是,經(jīng)過一段時(shí)間(大約是7-9個(gè)月),再測溫的的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)溫漂特別嚴(yán)重,幾乎無法使用。而且,最要命的是,每一個(gè)模組溫漂的程度不一樣,完全無規(guī)律。衰減溫漂是物理性的,必須重新回廠進(jìn)行設(shè)備校準(zhǔn)才能繼續(xù)使用。
由此,這些大品牌廠家都放棄了由模擬溫度傳感器搭建而成的測溫模組。
Ⅱ,技術(shù)路徑天然的缺陷
以下為國際品牌數(shù)字溫度傳感器廠家MLX的對模擬溫度傳感器搭建而成的測溫模組的總結(jié),大家可以在網(wǎng)絡(luò)上自行搜尋全文,相關(guān)摘抄如下:
1,電磁兼容性(EMC):模擬線路比數(shù)字通信更容易受噪聲影響。模擬信號(hào)在傳輸過程中和疊加的噪聲很難分離,噪聲會(huì)隨著信號(hào)被傳輸、放大、嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。
2,對溫度,電源變化或濕度等環(huán)境條件的依賴性更高。
以下是我司在實(shí)際設(shè)計(jì)中的總結(jié),各位可以找自己做額溫槍、耳溫槍類的朋友驗(yàn)證:
3, 模擬溫度傳感器模組,模擬信號(hào)需要做兩級放大,每級100倍,兩級總計(jì)放大10000倍。所以,外界的干擾稍微大一點(diǎn),時(shí)間久一點(diǎn),就出現(xiàn)無規(guī)則溫漂現(xiàn)象。
Ⅲ,數(shù)字傳感器本身的優(yōu)勢
數(shù)字傳感器,理論上是把模組的器件能縮小的縮小,能集成的集成,然后合封裝一個(gè)腔體內(nèi)。包括溫度傳感器也是如此。
看起來很簡單,對不對?
那為什么現(xiàn)在市場上數(shù)字傳感器包括數(shù)字溫度傳感器如此少呢?
因?yàn)槠浼夹g(shù)難度大、研發(fā)成本投入高,沉沒成本太高。
要做好一款數(shù)字溫度傳感器,1000萬的現(xiàn)金是基礎(chǔ),還要加上高水平的研發(fā)人員,至少持續(xù)數(shù)年的持續(xù)不斷的投入,包括反復(fù)多次的流片(失敗了就歸零,要重新開始),甚至要自行設(shè)計(jì)組裝調(diào)教設(shè)備。
一個(gè)技術(shù)路徑的突破,需要多年實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)積累,還要加上靈光閃現(xiàn),智慧大爆發(fā)才能有機(jī)會(huì)做出一款能夠投入大批量被終端客戶使用的產(chǎn)品。
當(dāng)然,你還得必須規(guī)避已被其他廠家注冊的專利。
單獨(dú)就溫度傳感器而言,更是如此。
數(shù)字溫度傳感器是C-MOS制程和MEMS制程的統(tǒng)一體。要做到高集成,高抗干擾力,要增加抗電磁、抗微波、抗旁溫等材料,并且要完全密封,還要充入惰性氣體,只有這樣,才能避開外界各種干擾,還有衰減問題。
綜上所述,數(shù)字溫度傳感器在技術(shù)上是全面領(lǐng)先模擬溫度傳感器搭建而成的測溫模組,解決了模擬溫度傳感器搭建而成的測溫模組無法解決的問題。
而這個(gè)問題是物理性的,沒有任何其他解決途徑。
另外,有廠家向客戶提出了“半數(shù)字”溫度傳感器的概念。就我們的理解而言,如果整體沒有密封,模擬線路暴露,那就是一個(gè)測溫模組。雖然模組輸出的也是溫度值,但該出現(xiàn)的問題還是會(huì)出現(xiàn)。
簡而言之,模擬就是模擬,數(shù)字就是數(shù)字。就像人就是人,馬就是馬,不存在“半人馬”。
寫在最后,再舉一個(gè)已經(jīng)量產(chǎn)的產(chǎn)品。華東的某家已經(jīng)量產(chǎn)一年多的自動(dòng)*菜機(jī),用的就是MLX數(shù)字溫度傳感器,因其價(jià)格高昂,交付周期長達(dá)一年。另外,以其注重研發(fā)的風(fēng)格而言,他們測試過多家測溫模組產(chǎn)品,最終還是選擇了數(shù)字溫度傳感器。
他們最近也在切換深圳市谷德科技的GD60933系列,主要原因除了價(jià)格低、交付周期只要4-6周外,還因其集成度高、精度高,大大減少了研發(fā)、生產(chǎn)成本,提高了利潤。