中科银河芯温度传感器在可穿戴设备中的应用

中科银河芯

可穿戴产健康监测打开增量市场

生命体征监测(VSM)功能已越来越多的内置于手机、手表、耳机和其他智能可穿戴设备中，这些设备能够测量各种生命体征和健康指标，例如体温、心率、呼吸、血氧饱和度(SpO2)、血压、血糖和身体成分等，对健康状况起到积极有效的监控，让可穿戴设备实现真正意义上的医疗级应用是发展方向。

体温监测一直是人们关注的一项重要健康指标，正常范围内体温数据的波动反映出身体平衡状态，偏高或偏低的体温数据让我们及时发现身体的异常，实时了解自己的身体状况和生理周期，可以实现健康评估和早期疾病诊断，尤其是特定人群（运动员、生病期、老年人）体温数据形成系统化温度监测数据，这对感知前端的“人体测温传感器芯片”提出了新变革。

手表内置入温度传感器芯片实现人体测温监测

就可穿戴设备而言要想实现精准的人体测温，在硬件方面筛选出匹配的温度传感器芯片，有哪些更精准的测温解决方案？在这场技术变革中测温芯片技术突破点在哪里？技术的创新将提供哪些商业化应用场景的入口？

体温监测成为可穿戴必备增值功能

以中科银河芯的人体测温芯片GXT310为样本，针对以上的问题做出分析，通过深度洞察人体测温传感器芯片的需求发现，可穿戴设备由于内部空间受限，要求硬件产品，体积小、精度高、功耗低、传输速度快。

首先，精度是传感器产品技术有效创新的标志，GXT310的典型精度可达±0.1℃（医用体温计规定，电子体温计在35.3℃-41.0℃区间的最大允许误差为±0.2℃，37℃-39℃范围内＜0.1℃），完全符合人体测温产品的医用规定。

其次，要求响应速度快，产品的体积小，可靠性强，GXT310的封装面积仅0.73*0.73毫米，如此微小体积在快速热传导的同时还减少了自发热的产生，非常适用于可穿戴设备及医疗级人体测温设备的应用。

在考虑到可穿戴设备的手腕测温、指环测温与腋下测温存在差异性，推荐使用2颗温度传感器分别测量环境温度和皮肤温度，通过补偿可得出更为精准的温度数据，GXT310支持两线通信，最多可挂载8个从机，兼容绝大部分MCU和SoC的I2C或SMBus接口，完全符合可穿戴设备的选型要求，是当前最匹配的可穿戴设备解决方案之一。

GXT310性能参数（专为人体测温优化）

测温精度：±0.1°C（+30°C to +45°C）

电源电压：1.6V ~ 5.5V

工作温度：-55°C ~ +150°C

转换电流：40 uA

待机电流：0.5μA

分辨率：16位（0.0078125°C）

通信接口：I2C,SMBus

封装形式：WLCSP4/DFN6/MCLGA

封装尺寸：0.73mm×0.73mm(WLCSP4)

GXT310系列电路图

应用领域   

GXT310 封装产品图

中科银河芯在可穿戴设备中还有多款产品供客户自主选型，比如：GXT110、GX112X，GXTS02S/03D/04等，这些产品都具备精度高、体积小、功耗低的优势，更多信息可以查阅官网或电话联系我们（010-82090928）。

在温度传感器创新的路上我们一直在努力，近期中科银河芯还推出了新品GXT311系列，这是一款高精度、低功耗的数字温度传感器，GXT311H在-40°C至+125°C的正常工作范围内，可提供≤±0.3C的测温精度；GXT311N在-40°C至+125°C的正常工作范围内，可提供≤±0.5C的温度精度；GXT311系列均具有良好的温度线性度。GXT311系列可提供扩展测温模式，将测温范围扩展为-55°C至+150°C。

GXT311性能参数（高精度数字温感）

测温范围：-55°C ~ +150°C

测温精度：

GXT311H： ±0.1°C （0°C to +50°C）

±0.3°C（-40°C ~ +125°C）

GXT311N：±0.5°C（-40°C ~ +125°C）

封装形式：8-Pin DFN

封装尺寸：3.00 mm × 3.00 mm

电源电压：1.4V ~ 5.5V

低静态电流

正常工作：40μA

关断模式：0.2μA

分辨率：16bits、0.00390625°C

数字输出：兼容SMBus、I2C接口

GXT311系列温度误差曲线图

应用领域   

以GXT310/GXT311为样本的可穿戴测温解决方案为可穿戴产品提供健康监测为主的增值功能，开辟新线，助力可穿戴产品市场增长空间。

智能传感器助力可穿戴的另一片蓝海

基于健康意识的提高和运动习惯的增加，未来监测个人身体状况的需求将继续增加，连续体温监测，特别是监测体温变化数据，普通的测温设备的单次体温测量是不能满足特需场景需求的，不适用于需长期连续监测体温的人群及场景，测温芯片的监测发热告警可以让我们覆盖到日常家居办公、睡眠、运动等更多场景。

随着疫情及流感的反复波动，可穿戴设备的测温需求已经逐渐在医疗健康领域获得广泛推广，比如智能手表手环、TW蓝牙耳机、智能AR/VR、智能戒指/指环等这些新型的商业化应用场景逐渐显现，通过具有体温测量功能的可穿戴设备随时随地了解自身健康状况，实现自我防护，为个人用户提供更多的健康管理和监测选项，同时提高医疗服务的效率和质量。

审核编辑：汤梓红