额温枪体温枪的测温原理

冠状病毒疫情期间，大家都知道口罩脱销了，消毒酒精脱销了，其实医用的额温枪也脱销了，一枪难求，因为其快速测温，无接触测温的特点，在医院、机场、火车站、小区、海关等地方被广泛使用，额温枪成了名副其实的防疫物质。那么额温枪的测温原理是怎么实现的呢？本文其原理解析。

1、外观图
一个完整的额温枪产品是由外壳、内部电路板及电池（系统供电）三个部分组成，对于外壳我们就不说了，属于结构工程师设计范畴，下面重点讲述内部电路组成。

从上面额温枪的结构图，可以看出电路器件有：LED显示屏，红外温度传感器，电池，按键，蜂鸣器等。

2、硬件结构框图
根据以上组成，我们可以画出额温枪的大致硬件结构框图。

红外温度传感器：用于采集人体/物体的温度，红外额温枪一般距离额头1~3cm处进行测量，采集到的数据经过信号放大电路进行放大，信号放大电路是可选项。

MCU微处理器：接受红外温度传感器的数据进行处理，对于模拟式的传感器，需要添加A/D转换电路，将模拟信号转换为数字信号，再给MCU处理；对于数字式的温度传感器，可以直接给MCU进行处理。

按键模块：用于模式切换，测量物体，测量额头，测量颈部等模式切换，按键可以自定义，可以做开机键，系统复位键等。

LCD显示屏：MCU控制，用于对温度数据的显示。

蜂鸣器：报警模块，MCU设置正常的温度区间，如35~37.3℃，超过上限或者低于下限，进行蜂鸣器报警，温度过低或过高均不正常。

晶振电路：用于MCU微处理的时钟，提供震荡源。

电池：电池是整个系统的主电源，因为额温枪的便携性，必定是电池供电，电池供电的产品，最重要的是低功耗，在不工作时，系统需要进入睡眠模式，以达到更低的耗电，延长电池寿命。

电源管理：红外温度传感器，显示屏，蜂鸣器等模块的供电电压不一定相同，电池需要转换为合适的电压值给各模块供电，当然，也可以用可充电电池，加入充电电路。

3、红外温度传感器
额温枪其实就是一个单片机处理系统，最重要的就是红外温度传感器模块，传感器也决定了测量的精度，如下介绍一种常用的红外温度传感器MLX90615，MLX90615属于数字式传感器，开发中不需要外加A/D转换电路，最高精度可以达到0.2℃，因为体积小，开发方便，现在使用的还是比较多的。

体积很小，减少占用内部电路的空间，可以使产品更加便携。

工作电压3V，越低的电压意味能做更低的功耗，power-down模式电流仅1.1uA，也就是在温度计不工作时消耗电池的电量极少，这个参数对于电池供电产品来说十分重要。

4、内部框图

5、参考电路
管脚定义，支持PWM和SMBus两种模式

SMBus模式， 需要接两根线SDA和SCL，SDA和SCL需要接上拉电阻。

PWM模式，将SDA接到MCU带有PWM功能的管脚，上拉10K电阻到MCU的供电电源上，SCL连接到温度传感器电源VDD上。

小结
任何物体在高于绝对零度(-273℃)以上时都会向外发出红外线，额温枪通过红外温度传感器接收红外线，计算出温度数据，额温枪的实现其实并不是很难，学过单片机的小伙伴应该都能自己动手制作实现。

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