0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

如何选择温度传感器

科技绿洲 来源:德州仪器 作者:德州仪器 2022-04-01 14:42 次阅读

您的第一辆汽车也许就像我的一样,缺少摄像头、雷达和激光雷达等传感器模块,而正是这些模块使得现代高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的安全特性(如盲点检测、泊车辅助和防撞)成为可能。由于这些传感器模块收集的数据与乘客安全直接相关,因此确保它们始终正常工作非常重要。遗憾的是,一个常见的损坏原因就是长时间过热运行或暴露在潮湿环境中。

摄像头、雷达和激光雷达中的精确温度传感器有助于延长其寿命并增强安全性和可靠性。首先,我们来看看温度对汽车摄像头模块的影响。

显示每辆汽车可能有多达六个摄像头。这些摄像头需要高动态范围和快速响应时间以及出色的弱光灵敏度。为了满足这些要求,设计人员必须避免图像传感器在高温下长时间运行。

汽车摄像头通常是小型 (1.4in³) 封闭立方体,没有主动冷却功能,因而非常容易积累热量和快速升温。图像传感器的额定工作温度通常为 –40°C 至 125°C(结温)和 –40°C 至 105°C(环境温度)。如果达到这些范围的上限或下限,电子控制单元 (ECU) 将不得不降低进入图像传感器的功率或将传感器完全关闭,直到温度恢复到正常工作条件为止。因此,准确获取摄像头的温度非常重要。

图像传感器通常采用嵌入式温度传感器,其误差范围为 ±6°C。这么大的误差意味着 ECU 可能会通过提前或延后关闭来限制摄像头的使用。这些错误计算可能会对图像传感器造成损坏,暂时限制 ADAS 功能,直到它得到维护为止。

解决方案是添加一个独立的温度传感器,该传感器可提供误差小于 ±1°C 的准确温度测量值。

雷达

毫米波 (mmWave) 传感器的接收器 (RX) 灵敏度、增益、输入噪声甚至输出发射器 (TX) 功率都可能随温度而变化。在图 3 中,主机处理器尝试通过在运行期间定期调整电路配置,来减轻温度变化带来的影响,以使 RX 增益和 TX 功率尽量接近所配置的设置水平。

之所以需要高精度温度测量,是因为要尽可能在更大限度地提高雷达性能和防止因高温而产生热损坏之间取得平衡。为了达到这种平衡,雷达传感器必须在温度限值附近工作,同时能够在尽可能接近限值时可靠地关闭。实现这一点可能很难,因为:

OEM 开始要求更高的环境温度。

为了降低成本,制造商开始使用塑料模块外壳而不是金属外壳。金属是更好的导热体,通常用作散热器以散发模块内部产生的热量。

雷达芯片功耗高,会造成自发热。

雷达芯片上的嵌入式温度传感器误差范围最高可达到 ±7°C,这限制了雷达芯片的性能。由于此误差,稳妥起见,您必须在距离工作限值 ±7°C 时关断以防止损坏。

如今,设计人员的目标是让雷达芯片内部裸片温度的温度精度达到 ±1°C。为此,您可以使用两个独立的温度传感器测量温差,或者使用雷达芯片下方的超薄温度传感器,例如 TMP114。

激光雷达

激光雷达传感器可以捕获短距离、中距离和远距离数据,提供深入的点云,作为实现 ADAS 功能安全性的关键元件。激光雷达包含激光阵列、飞行时间 (ToF) 传感器和控制器,所有这些都需要进行温度补偿以保持其性能。温度变化会影响激光雷达距离测量,并且在 70°C 以上时,激光阵列的性能可能会下降。ToF 传感器具有高功耗,这会导致自发热,并且在 105°C 左右控制器往往需要降低其时钟频率或完全关闭以防止热失控。

激光雷达系统的一个重要设计考虑因素是目标汽车安全完整性等级 (ASIL)。

激光雷达和摄像头模块都有可能会破裂的透镜,因此可能会因潮湿而损坏内部的光学元件。汽车级湿度传感器(如 HDC3020-Q1)可测量相对湿度和温度。它可以检测水分(这可能表示发生泄漏)并计算何时超过露点(这会导致透镜上出现冷凝),从而允许系统通知用户采取纠正措施。

如何选择温度传感器

在评估您的下一个温度传感器时,请考虑其最大精度、是否需要警报或其他功能以及您的通信渠道。例如,如果没有任何可用的 ADC 通道(通常存在于环视和低端驾驶员监控摄像头中),那么您可以将数字温度传感器连接到 FPD-Link 串行器的 I2C 或 SPI 通道。如果您只是想要具有迟滞功能的阈值警报,则可以使用连接到通用输入/输出的温度开关。当您确实有可用的 ADC 通道时,模拟温度传感器的输出电压与温度成正比,而不会像分立热敏电阻解决方案那样受外部元件容差的影响。如果您确实需要热敏电阻,可以考虑硅基线性热敏电阻,它可以解决负温度系数 (NTC) 热敏电阻存在的精度和可靠性问题,同时保持其低成本和小尺寸的优势。

结语

高度敏感的光学需要准确诊断以便长时间保持卓越性能,这一点和射频 ADAS 模块非常类似。这样便需要采用精确的外部温度传感器,这是 ADAS 模块的必要构建块,正在迅速成为未来的安全关键型系统。

审核编辑:彭菁
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 温度传感器
    +关注

    关注

    48

    文章

    2887

    浏览量

    155729
  • 嵌入式
    +关注

    关注

    5056

    文章

    18950

    浏览量

    301468
  • adas
    +关注

    关注

    309

    文章

    2159

    浏览量

    208462
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    基于电阻的温度传感器原理

    基于电阻的温度传感器,即电阻式温度传感器(RTD,Resistance Temperature Detector),其原理是利用导体或半导体材料的电阻值随
    的头像 发表于 10-31 09:36 113次阅读

    温度传感器的常见故障及处理方法

    温度传感器是工业和日常生活中非常重要的设备,用于测量和监控温度。以下是一些常见的温度传感器故障及其处理方法:
    的头像 发表于 06-20 09:11 2406次阅读

    怎么用万用表测量温度传感器的好坏

    万用表是一种常用的测量工具,可以用来测量电压、电流、电阻等参数。然而,对于温度传感器的测量,万用表可能不是最佳选择温度传感器通常使用热电偶
    的头像 发表于 06-19 15:06 2028次阅读

    非接触温度传感器如何测量内部温度

    非接触温度传感器,又称为红外温度传感器,是一种通过测量物体表面发射的红外辐射来确定物体温度传感器
    的头像 发表于 06-19 14:43 895次阅读

    温度传感器怎样根据测量环境选择参数

    温度传感器是测量温度的仪器,广泛应用于工业、科研、医疗等领域。选择合适的温度传感器对于测量的准确
    的头像 发表于 06-19 14:07 551次阅读

    温度传感器的原理及应用

    温度传感器是一种将温度变化转换为电信号的传感器,广泛应用于工业、农业、医疗、气象等领域。本文将详细介绍温度
    的头像 发表于 06-19 10:27 1819次阅读

    光纤温度传感器的原理 光纤温度传感器的应用

    光纤温度传感器的原理 光纤温度传感器的应用  光纤温度传感器是一种利用光纤的热学特性实现
    的头像 发表于 03-07 15:55 2544次阅读

    电阻应变式传感器是如何补偿温度的?

    确保测量结果的准确性和稳定性。 电阻应变式传感器温度补偿主要通过两种方法:被动补偿和主动补偿。 被动补偿是指通过结构和材料的选择来抵消温度引起的误差。
    的头像 发表于 02-04 17:35 2285次阅读

    四类常见温度传感器的选型

    温度传感器是当今众多产品应用中最常见的技术之一,比如汽车,白电和工业产品等。为了进行可靠的温度测量,选择适合的温度
    的头像 发表于 02-02 14:15 1642次阅读
    四类常见<b class='flag-5'>温度</b><b class='flag-5'>传感器</b>的选型

    红外温度传感器哪个牌子好,选择品牌的重要因素和方法!

     红外温度传感器是现代工业和家庭应用中不可或缺的设备,它能够准确测量和监控目标物体的温度。然而,在市场上存在众多品牌的红外温度传感器,该如何
    的头像 发表于 12-15 15:48 1471次阅读

    如何测量温度传感器好坏?温度传感器有哪些用途?

    温度传感器绝对是生活中最常用的传感器类型之一,甚至我们的家中都有温度传感器的身影。为增进大家对温度
    的头像 发表于 12-15 08:39 1653次阅读

    你了解温度传感器吗?温度传感器温度变送器有哪些区别?

    一、温度传感器 近年来,我国工业现代化的进程和电子信息产业连续的高速增长,带动了传感器市场的快速上升。温度传感器作为
    的头像 发表于 12-14 08:44 1232次阅读
    你了解<b class='flag-5'>温度</b><b class='flag-5'>传感器</b>吗?<b class='flag-5'>温度</b><b class='flag-5'>传感器</b>和<b class='flag-5'>温度</b>变送器有哪些区别?

    教你如何选择温度传感器

    温度传感器种类繁多,应用也极为广泛,在我们日常所需的汽车、消费电子、家用电器等产品上都存在一个至数个温度传感器。较比其他种类传感器
    的头像 发表于 12-14 08:44 1636次阅读
    教你如何<b class='flag-5'>选择</b><b class='flag-5'>温度</b><b class='flag-5'>传感器</b>?

    温度传感器原理及应用

    温度传感器是一种用于测量温度的装置,其原理是将温度转换为可被测量和记录的电信号。温度传感器有很多
    的头像 发表于 11-24 11:34 3737次阅读

    怎样判断温度传感器温度传感器降温和升温方法

    对于温度传感器的快速升温和降温,要避免超过传感器的额定温度范围,以免损坏传感器或影响测量的准确性。此外,在
    的头像 发表于 11-03 16:35 2655次阅读