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温控仪器用运放应用手册
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【海外网5月24日|战疫全时区】据约翰斯·霍普金斯大学的实时数据，截至北京时间5月24日21时左右，包括美国、俄罗斯、印度等国在内的至少14个 单日新增确诊病例数均超过千例。其中美国新增逾1.9万例，俄罗斯新增8599例，印度新增6767例。额温仪器、温控仪器热电堆传感器 成为抗疫以及复产复工必不可少的日常用品，额温仪器成了市场上炙手可热的产品，很多厂家开始步入这个市场。
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TIS002红外热堆探测器是采用 TO46 管壳封装的测温探测器。其红外热堆芯片采用 CMOS 工艺 制作，包括宽带滤光片和 NTC 热敏电阻。具有高探测率、高一致性和高稳定性，以及小的温漂系数。 可广泛应用于耳温、红外、微波炉及其他非接触测温场合。
其主要特点如下：
● 可靠性高、精度高
● 封装形式：T0-46
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管脚说明
电特性
极限参数 除非另有规定，Tamb=25℃
电气特性
V-T Form （35-41℃） T_AMB=22.3℃
滤光片规格：
典型输出响应曲线：
封装尺寸与外形图
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额温仪器也有很多种方案：SoC方案、数字传感器方案、通用MCU+高精度运放方案。
其中通用MCU+高精度运放方案是比较容易量产的方案，其他方案现在都面临着产能不足的缺陷。
上图是某款额温仪器使用到的量产方案示意图，从图中可以看到，为了让运放稳定工作，需要给运放一个稳定的静态工作点;例如本图中的1.25V，热电堆没有信号输出时，运放的输出等于：Vo=1.25V+Vos*511，其中，511是运放电路的放大倍数，失调电压Vos以及热电堆信号VTH均被运放电路放大。
GS8331的 大失调是10uV 静态时,片与片的Vo输出在1.25上下变化5.11mV
GS8551和GS8591的 大失调是30uV在静态时，片与片的Vo输出在1.25V上下变化15.33mV。
当运放芯片焊接到电路板时，Vos就已经固定了，假设焊接的GS8551的Vos等于5uV，
Vo=1.25V+5uV*511=1.252555V
额温枪测体温时Vo=1.252555V+VTH*511，额温枪出厂校准时会把1.25V+Vos*511这个值存储起来，并且每次测温的时候，输出值减掉这个存储值,可以准确反应需要的信号.所以可以选择GS8551,GS8591运放芯片。
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医用温控仪器的 标准中规定
环境温度16°C~35°C
温度显示范围35°C~42°C ，
误差小于0.2℃
在额温枪应用中，必须选用零漂移运放。
环境温度从16°C到35°C，差值为19摄氏度，如果选用普通的运放，温度漂移一般在2uV-3uV每摄氏度，因此在19摄氏度的范围内，输入失调电压Vos会漂移38uV-57uV，而市场上常见的热电堆传感器，1摄氏度产生的信号一般是几十个uV，使用普通运放，运放引入的误差就超过了 标准。
聚洵半导体零漂移运放的温漂 大值为50nV/°C，输入失调电压Vos在 标准的温度范围内 大漂移0.95uV，非常符合 标准
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聚洵半导体的高精度运放GS8331的带宽是350K，GS8552的带宽是1.8M，GS8591的带宽是4.5M
额温仪器在测试人体温度时，并不需要很高的频率，因此在设计运放电路时，可以通过外围电路来限定运放环路的带宽，从而抑制高频噪声，因此一般会在反馈电阻上并一个比较大的反馈电容。
所以这三种高精度运放都可以放在额温仪器上面使用
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Vref电压可以由以下三种方式产生：
1. 单独的LDO或者基准芯片产生
2. 两个电阻分压产生
3. 两个电阻分压并且增加一个电压buffer产生
1.单独的LDO或者基准芯片产生
这种方式需要单独增加芯片，会增加整个方案的bom成本
2.两个电阻分压产生
使用这种方式，分压电阻不能取得太大，否则驱动能力不够，会造成测量误差。造成不必要的损耗。
假设R2是12.5K，R1是17.5K，
Vref电压等于1.25V
当传感器测量温度产生的信号是1mV时，1mV的压差在Ri产生的电路是1uA，1uA需要通过R1和R2以及传感器流出，而传感器的阻抗很高，所以大部分电流必须通过R1和R2流出，Vref改变.
（3-Vref）/R1=1uA+Vref/R2
带入R1和R2的阻值
Vref=1.242V
比实际的Vref减小8mV，折算到传感器VTH信号端为8mV/511=15.6uV，每mV的压差影响15.6uV的精度会直接影响温度测试的准确性。可以把电阻取小一些，比如R2=1.25K和R1=1.75K，但这两个分压电阻引入的功耗等于1mA，大大增加整个系统的功耗。
3.两个电阻分压并且增加一个电压buffer产生
使用这种方式，可以增加R1和R2的阻值来减小功耗，并且通过buffer来增加驱动能力，但是R1和R2的阻值也不能选太高，否则电阻引入的噪声也会变大。
这种方式需要引入1路运放，再加上放大电路需要1路运放，因此可以使用一个2路运放来实现整体方案，使用GS8552、GS8592、GS8332可以实现。
奥伟斯科技提供专业的智能电子锁触摸解决方案,并提供电子锁整套的芯片配套:低功耗触摸芯片 低功耗单片机 马达驱动芯片 显示驱动芯片 刷卡芯片 时针芯片 存储芯片 语音芯片 低压MOS管 TVS二极管
聚洵零漂移运算放大器GS8592-SR GS8592-MR GS8594-TR GS8594-SR GS6554-TR GS6554-SR GS6552-SR GS6552-MR GS6551-CR GS6551-TR GS8551-TR GS8551-SR GS8552-SR GS8552-MR GS8554-TR GS8554-SR GS8331-TR GS8331-CR GS8331-SR GS8331Y-TR GS8331Y-CR GS8332-SR GS8332-MR GS8332-FR GS8334-TR GS8334-SR
聚洵高速运算放大器：GS8091-CR GS8091-TR GS8091N-CR GS8091N-TR GS8092-SR GS8092-MR GS8092N-MR GS8094-TR GS8094-SR GS8054-TR GS8054-SR GS8052N-MR GS8052-SR GS8052-MR GS8051N-CR GS8051N-TR GS8051-CR GS8051-TR
聚洵高精度运算放大器：GS358-SR GS358-MR GS358-DR GS358-FR GS321Y-CR GS321Y-TR GS321-CR GS321-TR GS8721-CR GS8721-TR GS8721-SR GS8722-SR GS8722-MR GS8724-TR GS8724-SR GS8631-CR GS8631-TR GS8631-SR GS8632-SR GS8632-MR GS8634-TR GS8634-SR GS8631N-TR
聚洵纳安级运算放大器：GS6041-CR GS6041-TR GS6041-SR GS6041-MR GS6042-SR GS6042-MR GS6042-FR GS6043-SR GS6043-MR GS6044-TR GS6044-SR
聚洵高压摆率运放：GS2771-TR GS2772-SR GS2772-MR GS2774-TR GS2774-SR GS2771N-TR
聚洵低电压低功耗运算放大器：GS6001A-CR GS6001A-TR GS6001-CR GS6001-TR GS6001Y-CR GS6001Y-TR GS6002-SR GS6002-MR GS6004-SR GS6004-MR
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Leven Cai 蔡明柱
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