艾迈斯欧司朗让“温度”传递健康

 
近年来疫情的影响下，公众对于健康监测的意识有了显著提升，可穿戴设备与医疗设备迅速融入人们的日常生活，同时也迎来了新的增长需求。根据IDC在《全球可穿戴设备市场季度跟踪报告》中数据，全球可穿戴设备的出货量在过去几年中持续增长，其中2023年第三季度全球可穿戴出货量1.5亿台，同比增长2.6%，预计到2025年将达到数亿台的规模。在此背景下，温度传感器的特性与应用迎来了快速的创新与变化。艾迈斯欧司朗，作为智能传感器和发射器的全球领导者，凭借其在传感器技术领域的深厚积累，已经将温度传感器的技术和性能提升到一个全新的高度。AS62XX就是基于艾迈斯欧司朗的技术积累与对市场需求的精准理解推出的最适合人体温度测量的温度传感器之一。
 
温度传感进入生活
 
移动电话、腕表、耳机及其他智能可穿戴技术正日益增多，可穿戴设备就像一名细心的“监护者“对人体体温进行监测，使得这些设备能够追踪包括体温、心率、呼吸频率、血氧饱和度（SpO2）、血压、血糖水平以及身体组成等在内的众多生理指标。通过这些综合的健康数据监控，它们不仅对用户的健康状态进行实时监控，而且正在逐步实现其作为医疗级设备的潜力和发展趋势。艾迈斯欧司朗根据消费者需求的多样性，使得AS62XX温度传感器在多领域满足市场的需求。
 
在医疗领域，AS62XX系列温度传感器被广泛应用于远程医疗和个人健康管理。随着便携式医疗设备需求的增加，这些传感器被用于日常体温检测、压力监测和连续血糖监测（CGM）等多种应用。
 
在消费电子领域，AS62XX温度传感器在手表手环、耳机等可穿戴设备中发挥着重要作用。这些设备已完全进入人们的日常生活，具有健身追踪、听力辅助，皮肤温度精准检测等功能。例如，在运动过程中，温度传感器可以帮助监测身体的温度变化，从而更好地评估运动效果和身体状况。搭载AS62XX温度传感器的可穿戴设备，通过算法推测皮肤的温度从而快速获得人体温度的数值。
 
不仅仅是在可穿戴设备以及医疗设备领域，AS62XX温度传感器在便携式电子设备和环境温度监测领域中扮演着至关重要的角色。无论是在相机、SSD硬盘、电池充电系统、电机，还是机器人和自动引导车（AGV）中，AS62XX都会实时监控其内部温度，确保设备在安全和最佳工作温度下运行，从而保护敏感的电子元件，防止过热导致的性能下降或损坏，并最终延长设备的使用寿命。此外，AS62XX温度传感器还可在HVAC暖通空调系统里监测和控制环境温度，不仅确保了室内环境的舒适性，还通过精确控制帮助节约能源，提高系统效率。
 
不是所有的温度传感器都是AS62XX
 
艾迈斯欧司朗的AS62XX温度传感器运用检测温度的传感元件为Si双极型晶体管。传感元件的模拟信号可由A/D转换器转换为数字信号，再由数字信号处理器进一步处理，写入寄存器中。可通过I²C总线访问寄存器等技术达到其快速的反应能力、低能耗、高精确度以及最小化的自产热等特性。
 
1.高精度测量：AS62XX在高准确度上进行了电路的设计、实验室的反复评估、生产的校准等流程，当客户拿到产品后不需要在软硬件上进行校准。在测量高精准度上，AS62XX做到了±0.09°c（@35°c）的温度误差，满足当前医疗温度计标准EN 12470-3；

2.超低功耗：由于产品都是由锂电池进行供电，那么使用功耗就决定了产品日常的使用时间。AS62XX在待机状态下仅为0.1μA的低功耗，即便在每秒有4次采样的工作模式下也只有6μA的功耗。同时，中断功能可进一步降低功耗，非常适合可穿戴设备等电池供电的应用，有助于延长设备的电池寿命；

3.集成尺寸小：为满足愈来愈紧凑和轻便的可穿戴设备，AS62XX系列采用WLCSP封装尺寸仅为1.5mm*1.0mm，非常适合空间受限的应用；

4.耗材减少：AS62XX系列采用的外部元器件数量少，仅需要去耦电容以确保电路的正常运行和性能，无需额外的参考电阻、LDO、ADC等其他元器件的时间和成本；

5.高便捷与易于操作：AS62XX系列已经进行了校准，不需要再进行软硬件的校准，方便与其他系统集成。诸多可供选择的I2C地址，确保大量传感器集成为首批原型；

6.高可靠性：艾迈斯欧司朗的高品质制造工艺确保了产品的长期稳定性和可靠性，AS62XX配备了预警功能，可在软件里设置温度预值，当实际测试温度超过预值时会通过金属触点发送警示的信号给到MCU。
 
AS62XX凭借其自身特性非常适合对整体功耗需求敏感的便携式可穿戴产品，为其产品的设计提供更加多变的形式以及空间，进而覆盖多元化的场景需求。
 
灵活设计造就卓越性能
 
艾迈斯欧司朗的AS62XX考虑到不同可穿戴设备下采集人体温度的用例，对其设计出更灵活的系统以及导热方式。如图一，AS62XX通过导热胶连接至金属触点，利用金属触点的高导热系数从而接触皮肤实现较好的热传导，由于占用空间小使其更加适用于便携性强的可穿戴设备；图二是将AS62XX通过热导孔的方式将热量导到PCB板的背面传递至金属弹片上，金属弹片接触到金属触点上与皮肤进行接触从而导热，此设计方案更加适用PCB上空间有限，整体空间受限的情况下使用。两种设计方案在使用期间与人体皮肤都有良好的导热接触，从而更加精准的热量传递。

图一（图片来源：艾迈斯欧司朗）

图二（图片来源：艾迈斯欧司朗）

 
温度传感器在实际的使用中，温度的流失以及外部的压力等都会导致测量精度偏差从而影响监测水平。AS62XX通过电路设计、实验评估到生产线测试校准系列流程来保持高准确度。如图三的温度精度图，黑色曲线代表AS62XX产品在实际测试中的温度误差值，这些误差值是围绕0°C波动的。同时，我们考虑到大规模生产的产品的数据分散程度，制定了三个标准差（3 sigma），得到了灰色的两条曲线，这代表了预期的误差范围。红色曲线则代表了产品制定出厂规格时设定的上下规格线。由此可见，在最适宜皮肤温度检测范围内的温度20°C到42°C之间，AS62XX系列产品都维持了极小的温度误差，使其温度测量的精度更加精准。与此同时，像手环、手表等终端的设备在实际使用的时候会受到机械的压力与扭曲导致温度偏差。如图四，艾迈斯欧司朗抽取AS62XX系列36片样品与竞争对手样品进行施加压力前后误差测试，根据测试结果显示，竞争对手的产品在受到机械压缩时平均误差会进一步增加，导致其测温准确度降低。而AS62XX系列样品在施加压力的整个过程中表现都十分稳定。无论是在温度控制还是在压力的测试中，AS62XX系列的温度误差都控制在了±0.09°c，符合人体测温产品的规定。

图三（图片来源：艾迈斯欧司朗）
 

图四（图片来源：艾迈斯欧司朗）
 

结束语

随着技术的进步，可穿戴设备集成了先进的温度传感技术，从而丰富了消费者的体验并拓宽了产品选择范围。展望未来，将人体生理指标测量作为各类便携式设备的标准功能似乎已成大势所趋，这将在日常生活中为用户带来巨大便利。艾迈斯欧司朗的AS62XX系列温度传感器是其在智能传感技术领域的最新突破，预计这些传感器将继续推动技术创新，并在可穿戴设备及医疗行业中引领发展潮流。