扁平柔性电缆 (FFC)于传感器中的应用

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扁平柔性电缆 (FFC)于传感器件中得到良好的应用

 

为了消除寄生热损耗,设计人员可以采用多种技术,首先是使用细印制线,将从传感器 IC 传出热量的导热率降至最低。此外,设计人员也可以不在封装底侧使用导热垫,而是在封装顶部测量温度,尽可能远离 IC 引脚。MAX30208CLB+ 和其他 MAX30208 数字温度传感器就是在封装顶部测量温度。

另一种缓解技术是将其他电子元器件尽可能远离感测元件放置——因为这些元器件会给温度监测系统带来热量,以最大限度减少它们对温度测量数据的影响。

系统到用户的热设计考虑因素

在确保与热源热隔离的同时,设计人员还必须保证温度感测元件与用户皮肤之间有良好的热通路。封装下方的位置使得印刷电路板与身体接触点之间金属走线的布设具有挑战性。

因此,首要事项是,系统的设计应使传感器尽可能靠近待测温的目标。其次,通过 MAX30208 传感器的支持,可穿戴设计和医用贴片可以使用柔性或半刚性印刷电路板。MAX30208 数字温度传感器可以使用扁平柔性电缆 (FFC) 或扁平打印机电缆 (FPC) 直接连接至微控制器。

使用这些电缆时,必须将温度传感器 IC 放在印刷电路板的柔性侧,以便减小皮肤表面与传感器之间的热阻。另外,设计人员应最大限度减小柔性电路板的厚度;较薄的电路板可以更有效地弯曲并实现更好的接触。

数字温度传感器通常通过 I2C 串行接口连接到微控制器。Maxim 的 MAX30208CLB+ 就属于这种情况,它还使用 FIFO 来存储温度数据,允许微控制器长时间休眠以省电。

MAX30208CLB+ 数字温度传感器使用 32 字 FIFO 构建温度传感器设置寄存器,可提供多达 32 个温度读数,每个读数占用两个字节。此外,这些存储器映射寄存器还允许传感器提供高低阈值数字温度报警。

该传感器还有两个通用 I/O (GPIO) 引脚:GPIO1 可配置为触发温度转换,而 GPIO0 可配置为生成可选状态位的中断。

工厂校准的温度传感器

现在,许多数字温度传感器经过工厂校准,无需像许多传统温度传感器那样,要在现场校准或每年重新校准一次。此外,因为经过工厂校准,所以无需开发软件以使输出线性化以及模拟和微调电路,也不必使用众多精密元器件,并将阻抗不匹配的风险降至最低。

例如,ams 的 AS621x 温度传感器系列经过工厂校准,并配备集成的线性化功能(图 3)。它还具有八个 I2C 地址,允许设计人员使用单一总线监测八个不同潜在热点的温度。

 

2021-12-08 15:29
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