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Murata村田低功耗可數(shù)字輸出的SMD小型熱電型紅外線傳感器

2025-09-18 14:23:06 金洛鑫電子

Murata村田低功耗可數(shù)字輸出的SMD小型熱電型紅外線傳感器
在智能家居,工業(yè)自動化晶振,醫(yī)療健康及安防監(jiān)控等領域,對"非接觸式檢測""低功耗運行""小型化集成"的需求日益迫切.作為全球電子元器件創(chuàng)新領導者,株式會社村田制作所(以下簡稱"村田")憑借在熱電材料研發(fā),微型封裝工藝及低功耗電路設計領域的數(shù)十年技術沉淀,正式推出一款低功耗可數(shù)字輸出的SMD(表面貼裝器件)小型熱電型紅外線傳感器.該傳感器突破傳統(tǒng)熱電型紅外傳感器"功耗高,輸出信號模擬化,封裝體積大"的局限,以"超小尺寸+超低功耗+數(shù)字直出"的核心優(yōu)勢,為各類便攜式,嵌入式電子設備提供了高精度的紅外線檢測解決方案,有望推動非接觸式傳感技術在更多細分場景的規(guī)模化應用.當前,全球智能傳感市場正以年均18%的增速擴張,據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示,2025年全球智能傳感設備出貨量將突破80億臺.其中,紅外線傳感器作為非接觸式檢測的核心器件,廣泛應用于人體存在檢測,溫度監(jiān)測,火焰識別等場景.然而,傳統(tǒng)熱電型紅外線傳感器存在明顯短板多數(shù)采用插件式封裝,體積較大(通常尺寸超過10mm×8mm×5mm),難以適配小型化設備;輸出信號為模擬量,需外部搭載信號調(diào)理電路進行轉(zhuǎn)換,增加了設備設計復雜度與成本;且工作功耗較高(通常在幾十微安以上),無法滿足便攜式設備"長續(xù)航"的需求.村田此次推出的SMD小型熱電型紅外線工業(yè)傳感器晶振,正是針對這些行業(yè)痛點,通過技術創(chuàng)新實現(xiàn)了性能與實用性的雙重突破,為市場提供了更具競爭力的傳感選擇.核心技術熱電效應與SMD封裝的完美融合這款傳感器的核心檢測原理基于"熱電效應",采用村田自主研發(fā)的高靈敏度熱電材料(主要成分為鉭酸鋰與鈦酸鉛復合陶瓷),當紅外線照射到熱電材料表面時,材料溫度發(fā)生微小變化(僅0.01℃即可觸發(fā)響應),進而產(chǎn)生相應的電荷變化;傳感器內(nèi)部的信號采集電路會將這種電荷變化轉(zhuǎn)換為電信號,并通過內(nèi)置的ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)直接輸出數(shù)字信號,無需外部電路進行二次轉(zhuǎn)換.

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與傳統(tǒng)傳感器相比,村田在技術上實現(xiàn)了兩大關鍵突破一是熱電材料性能優(yōu)化通過調(diào)整陶瓷材料的成分比例與燒結工藝,將材料的熱電系數(shù)提升至400μV/K以上,比行業(yè)平均水平高出25%,這意味著傳感器對微小溫度變化的感知更靈敏,例如,在人體存在檢測場景中,即使人體與傳感器距離達到5米,傳感器也能精準捕捉人體輻射的紅外線(波長8-14μm的遠紅外線),實現(xiàn)無漏判,無誤判的檢測效果.二是SMD封裝工藝創(chuàng)新采用村田晶振專有的微型化封裝技術,傳感器整體尺寸僅為3.2mm×2.5mm×1.0mm(Typ.),相較于傳統(tǒng)插件式熱電型紅外線傳感器,體積減小了70%,重量僅為0.015g,可直接采用SMT(表面貼裝技術)工藝焊接到PCB板上,大幅提升了生產(chǎn)效率,同時為設備設計節(jié)省了寶貴的空間,尤其適合智能手表,小型安防攝像頭,便攜式健康監(jiān)測設備等對尺寸敏感的產(chǎn)品.
超低功耗設計滿足便攜式設備"長續(xù)航"需求
對于便攜式電子設備而言,功耗是影響用戶體驗的關鍵因素.村田這款紅外線傳感器在功耗控制上表現(xiàn)卓越,通過優(yōu)化內(nèi)部電路設計與工作模式,實現(xiàn)了超低功耗運行靜態(tài)功耗低至0.5μA在待機狀態(tài)下,傳感器僅維持核心檢測單元的微弱供電,靜態(tài)電流控制在0.5μA以內(nèi),遠低于行業(yè)同類產(chǎn)品(通常在5μA-10μA),即使搭載在依賴紐扣電池供電的小型設備(如智能門禁感應器)中,也能大幅延長電池使用壽命,按一顆CR2032紐扣電池(容量220mAh)計算,僅傳感器功耗可支持設備連續(xù)工作超過5年.動態(tài)功耗智能調(diào)節(jié)傳感器支持兩種工作模式切換,"高速檢測模式"與"低功耗檢測模式".在需要快速響應的場景(如安防監(jiān)控中的移動檢測),可切換至高速模式,工作電流約為5μA,響應時間≤100ms;在對響應速度要求不高的場景(如智能家居中的人體存在感應),可切換至低功耗模式,工作電流降至1μA,響應時間≤300ms,用戶可根據(jù)實際需求靈活調(diào)整,在"響應速度"與"功耗"之間找到最佳平衡.此外,傳感器還具備"自動休眠喚醒"功能,可通過外部引腳設置休眠周期(如1秒/次,5秒/次),在休眠期間功耗降至0.1μA以下,進一步降低整體能耗,完美適配各類便攜式,低功耗電子設備的需求.
數(shù)字直出與抗干擾簡化設計,提升穩(wěn)定性
傳統(tǒng)熱電型紅外線傳感器輸出的是模擬信號,需外部搭載放大器,濾波器,ADC等電路進行信號處理,不僅增加了設備的設計復雜度與成本,還容易受到外部電磁干擾導致信號失真.村田這款傳感器內(nèi)置了高精度ADC模塊與數(shù)字信號處理單元,可直接輸出I2C或SPI數(shù)字信號,無需外部電路轉(zhuǎn)換,大幅簡化了客戶的設計流程,以智能家居的人體感應燈為例,工程師僅需將傳感器的數(shù)字輸出引腳與MCU(微控制器)連接,即可直接讀取檢測數(shù)據(jù),設計周期可縮短30%以上.
為提升抗干擾能力,傳感器還采用了多重防護設計電磁屏蔽封裝內(nèi)部增加了金屬屏蔽層,可有效抵御外部電磁輻射(如手機應用晶振,Wi-Fi設備產(chǎn)生的干擾),在30MHz-1GHz頻段的電磁輻射環(huán)境下,檢測誤差仍控制在±5%以內(nèi),遠低于行業(yè)±10%的標準;光學濾波傳感器窗口采用專用紅外濾波玻璃,僅允許8-14μm波長的遠紅外線通過,可過濾掉陽光,燈光中的可見光與近紅外線干擾,避免因環(huán)境光變化導致的誤檢測,例如,在強光照射的室內(nèi)環(huán)境中,傳感器依然能精準識別人體輻射的紅外線,誤觸發(fā)率低于0.1次/天;溫度補償內(nèi)置高精度溫度傳感器,實時監(jiān)測環(huán)境溫度變化,并通過內(nèi)置算法對檢測數(shù)據(jù)進行溫度補償,在-20℃至+60℃的工作溫度范圍內(nèi),檢測靈敏度的漂移量控制在±3%以內(nèi),確保在不同溫度環(huán)境下的檢測穩(wěn)定性.

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寬工作溫度與高可靠性適配多場景應用

考慮到傳感器可能應用于戶外,工業(yè)車間等惡劣環(huán)境,村田在產(chǎn)品設計階段就對可靠性進行了嚴格把控寬工作溫度范圍傳感器支持-40℃至+85℃的寬溫工作,可適應極寒的戶外環(huán)境(如北方冬季的室外安防設備)與高溫的工業(yè)場景(如工廠車間的設備溫度監(jiān)測),在極端溫度下仍能穩(wěn)定工作;機械可靠性測試通過了汽車電子級別的機械測試,包括振動測試在10Hz-2000Hz頻率范圍內(nèi),承受10g加速度的振動沖擊,持續(xù)測試24小時,性能無明顯變化;沖擊測試承受50g加速度的半正弦沖擊(持續(xù)時間1ms),傳感器外殼無破損,內(nèi)部結構無損壞;環(huán)境可靠性測試通過IP65防水防塵測試,可在潮濕,多粉塵的環(huán)境中使用(如浴室的人體感應換氣扇);鹽霧測試中,在5%氯化鈉溶液中浸泡1000小時,無腐蝕現(xiàn)象,確保在沿海高鹽霧地區(qū)的長期穩(wěn)定運行.
豐富的應用場景從"智能家居"到"工業(yè)醫(yī)療應用晶振"憑借"小尺寸,低功耗,數(shù)字輸出,高可靠性"的綜合優(yōu)勢,這款熱電型紅外線傳感器的應用場景極為廣泛,可覆蓋消費電子,工業(yè)自動化,醫(yī)療健康,安防監(jiān)控等多個領域
智能家居領域人體感應設備如人體感應燈,感應開關,智能門鎖等,傳感器可精準檢測人體存在,實現(xiàn)"人來即開,人走即關"的智能控制,既節(jié)能又便捷;環(huán)境監(jiān)測集成到智能空調(diào),空氣凈化器中,通過檢測人體的位置與活動狀態(tài),自動調(diào)整風速與運行模式,例如,當檢測到室內(nèi)無人時,空調(diào)自動切換至節(jié)能模式,降低能耗.工業(yè)自動化領域設備溫度監(jiān)測安裝在電機,變頻器等工業(yè)設備上,實時檢測設備表面的紅外線輻射,間接監(jiān)測設備溫度變化,當溫度異常升高時及時發(fā)出預警,避免設備過熱損壞;人員安全防護在危險的工業(yè)區(qū)域(如高壓設備附近)安裝傳感器,當檢測到人員靠近時,觸發(fā)聲光報警,保障人員安全.醫(yī)療健康領域非接觸式體溫監(jiān)測集成到智能手環(huán),便攜式體溫儀中,通過檢測人體額頭輻射的紅外線,實現(xiàn)非接觸式體溫測量,測量誤差≤±0.3℃,適合兒童,老人等敏感人群使用;睡眠監(jiān)測嵌入到智能床墊或睡眠監(jiān)測儀中,通過檢測人體的呼吸,翻身等活動產(chǎn)生的紅外線變化,分析睡眠質(zhì)量,無需接觸人體即可實現(xiàn)無感監(jiān)測.安防監(jiān)控領域入侵檢測安裝在戶外安防攝像頭,紅外對射報警器中,當檢測到非法入侵人員的紅外線時,觸發(fā)攝像頭錄像與報警系統(tǒng);火焰識別集成到火災報警器中,通過檢測火焰產(chǎn)生的特定波長紅外線(4.3μm附近),實現(xiàn)早期火災預警,響應時間≤500ms,比傳統(tǒng)煙霧報警器的預警速度更快.
Murata村田低功耗可數(shù)字輸出的SMD小型熱電型紅外線傳感器

XRCGB25M000F3M00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 25 MHz ±40ppm ±30ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB27M120F3M00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 27.12 MHz ±40ppm ±30ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB24M000F3M00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 24 MHz ±40ppm ±30ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB24M000F2P00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 24 MHz ±20ppm ±20ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB32M000F1H01R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±10ppm ±10ppm 8pF 60 Ohms
XRCGB32M000F1H00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 32 MHz ±10ppm ±10ppm 6pF 60 Ohms
XRCGB25M000F3A00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 25 MHz ±35ppm ±35ppm 6pF 100 Ohms
XRCGB24M000F0L00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 24 MHz ±50ppm ±100ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB48M000F4M00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 48 MHz ±40ppm ±45ppm 6pF 100 Ohms
XRCGB24M000F3N00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 24 MHz ±30ppm ±30ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB27M120F3M10R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 27.12 MHz ±40ppm ±30ppm 10pF 80 Ohms
XRCGB25M000F3M18R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 25 MHz ±40ppm ±30ppm 12pF 80 Ohms
XRCGB32M000F2P01R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±20ppm ±20ppm 8pF 100 Ohms
XRCGB32M000F2P00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 32 MHz ±20ppm ±20ppm 6pF 100 Ohms
XRCGB25M000F2P02R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 25 MHz ±20ppm ±20ppm 10pF 150 Ohms
XRCGB27M120F2P00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 27.12 MHz ±20ppm ±20ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB25M000F2P00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 25 MHz ±20ppm ±20ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB24M000F2P01R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 24 MHz ±20ppm ±20ppm 8pF 150 Ohms
XRCGB27M120F3M13R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 27.12 MHz ±40ppm ±30ppm 10pF 60 Ohms
XRCGB32M000F2P2CR0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 32 MHz ±20ppm ±20ppm 8pF 70 Ohms
XRCGB32M000FBH50R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±10ppm ±15ppm 10pF 60 Ohms
XRCGB24M000F2P91R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 24 MHz ±20ppm ±20ppm 8pF 60 Ohms
XRCGB16M000FXN00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 16 MHz ±40ppm ±40ppm 6pF 200 Ohms
XRCGB32M000F1H02R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±10ppm ±10ppm 10pF 60 Ohms
XRCGB32M000F1H19R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±10ppm ±10ppm 6pF 50 Ohms
XRCGB40M000F5A00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 40 MHz ±65ppm ±50ppm 6pF 70 Ohms
XRCGB24M000F3A00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 24 MHz ±35ppm ±30ppm 6pF 120 Ohms
XRCGB27M120F3A00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 27.12 MHz ±35ppm ±30ppm 6pF 80 Ohms
XRCGB25M000F3A01R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 25 MHz ±35ppm ±30ppm 8pF 100 Ohms
XRCGB48M000F5A00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 48 MHz ±65ppm ±50ppm 6pF 60 Ohms
XRCGE25M000FBA1AR0 Murata村田晶振 XRCFD MHz Crystal 25 MHz ±35ppm ±15ppm 6pF 100 Ohms
XRCHA20M000F0A01R0 Murata村田晶振 XRCHA MHz Crystal 20 MHz ±100ppm ±100ppm 8pF 80 Ohms
XRCGB27M120F0L00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 27.12 MHz ±50ppm ±100ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB32M000F0L00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±50ppm ±100ppm 6pF 100 Ohms
XRCGB24M000FAN00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 24 MHz ±40ppm ±25ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB38M400F4M00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 38.4 MHz ±40ppm ±45ppm 6pF 100 Ohms
XRCGB50M000F4M00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 50 MHz ±40ppm ±45ppm 6pF 65 Ohms
XRCGB32M000F3M00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±40ppm ±30ppm 6pF 100 Ohms
XRCGB24M000F3M13R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 24 MHz ±40ppm ±30ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB32M000F2P02R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±20ppm ±20ppm 10pF 100 Ohms
XRCGB30M000F2P00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 30 MHz ±20ppm ±20ppm 6pF 100 Ohms
XRCGB27M120F2P02R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 27.12 MHz ±20ppm ±20ppm 10pF 150 Ohms
XRCGB32M000F2P26R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±20ppm ±20ppm 5pF 70 Ohms
XRCGB31M250F2P00R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 31.25 MHz ±20ppm ±20ppm 6pF 100 Ohms
XRCGB27M120F3G00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 27.12 MHz ±50ppm ±30ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB16M000FXN22R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 16 MHz ±40ppm ±40ppm 8pF 200 Ohms
XRCGB27M600F2C00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 27.6 MHz ±20ppm ±20ppm 6pF 80 Ohms
XRCGB24M000F1H01R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 24 MHz ±10ppm ±10ppm 8pF 80 Ohms
XRCGB26M000F1H02R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 26 MHz ±10ppm ±10ppm 10pF 60 Ohms
XRCGB24M000F1H70R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 24 MHz ±20ppm ±10ppm 6pF 80 Ohms
XRCGB32M000F1H83R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 32 MHz ±15ppm ±10ppm 9pF 60 Ohms
XRCGE27M000FBA1AR0 Murata村田晶振 XRCGE MHz Crystal 27 MHz ±35ppm ±15ppm 6pF 80 Ohms
XRCGB26M000F3A00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 26 MHz ±35ppm ±30ppm 6pF 80 Ohms
XRCGE26M000FBA1BR0 Murata村田晶振 XRCGE MHz Crystal 26 MHz ±35ppm ±15ppm 8pF 80 Ohms
XRCGE20M000F3A1AR0 Murata村田晶振 XRCFD MHz Crystal 20 MHz ±45ppm ±30ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB24M000F2A01R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 24 MHz ±35ppm ±20ppm 8pF 120 Ohms
XRCGB27M120F3P00R0 Murata村田晶振 - MHz Crystal 27.12 MHz ±20ppm ±30ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB32M000F2P55R0 Murata村田晶振 XRCGB MHz Crystal 32 MHz ±20ppm ±20ppm 6pF 80 Ohms
XRCPB26M000F2P00R0 Murata村田晶振 XRCPB MHz Crystal 26 MHz ±20ppm ±20ppm 6pF 150 Ohms
XRCGB32M000F1H18R0 Murata村田晶振 XRCFD MHz Crystal 32 MHz ±15ppm ±10ppm 9pF 40 Ohms

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