電子體溫計

1、選擇合適的溫度測量傳感器,熱電偶 Thermal Couple熱電阻 Resistance Temperature Detector (RTD)熱敏電阻 Thermally Sensitive Resistor (TSR),熱電偶(Thermal Couple)基本知識,結(jié)構(gòu)：兩個不同金屬導體連接而成原理：隨著溫度變化，電壓升高缺點：非線性,需要的調(diào)理：冷端補償（CJC）放大線性化濾波隔離,熱電阻(RTD)基本知識,

2、原理：電阻阻值與溫度成比例標定：0 °C時鉑電阻傳感器為100Ω測量范圍：測量溫度可達800 °C,需要的信號調(diào)理放大低通濾波線性化隔離電流激勵4線制連接,熱敏電阻(TSR)的基本知識,原理：電阻阻值與溫度成比例標定：在25 °C時，阻值為2.252 k? 至 10 k?測量范圍：測量溫度可達 300 °C,需要的信號調(diào)理 放大 低通濾波 線性化 隔離 電流激勵

3、2線制連接,放大(Amplification),兩個原因：提高信噪比 (SNR)利用ADC的全部精度范圍,生理信號,ADC：模數(shù)轉(zhuǎn)化器,線性化(Linearization),熱電偶連接點處的溫度與生成的電壓成正比 在大的溫度范圍內(nèi)，電壓與溫度的關系存在非線性 可以用硬件和軟件實現(xiàn)線性化,線性化(Linearization),,觀察① ②之間有何不同?,冷端補償(Code Junction Compensation),熱電偶測量溫

4、度時要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將影響嚴重測量的準確性。在冷端采取一定措施補償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補償。,濾波(Filter),去除噪音信號去除不需要的頻率信號,,,低通濾波器,Time Domain,Frequency Domain,Time Domain,Frequency Domai

5、n,溫度傳感器的比較,,,,熱電偶,不需額外供電便宜可靠溫度范圍大,,熱電阻(RTDs),,熱敏電阻,小電壓冷端補償精度變化,非常精確非常穩(wěn)定,價格高電流激勵小電阻本身會發(fā)熱,高阻抗溫度敏感低熱量,輸出非線性有限工作范圍電流激勵本身會發(fā)熱,DEMO1 熱敏電阻實驗,,醫(yī)用電子儀器的常規(guī)模式圖,數(shù)據(jù)采集設備,電子體溫計,電子體溫計是利用電子溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換成電信號，再將此電信號進行處理后，借助指示器或顯示器

6、指示或顯示體溫。,思考1,左側(cè)的體溫計由哪幾部分組成？水銀；刻度盤；水銀管；,思考2,電子體溫計有何優(yōu)勢？測量迅速；［由電路的特性決定］安全；［傳統(tǒng)的水銀溫度計有打碎后水銀中毒的情況］能夠連續(xù)觀察和記錄等優(yōu)點；特別適用于小兒患者和失去知覺的患者；用途：在病人監(jiān)護系統(tǒng)和其他時間測量中也得到廣泛應用。如何利用熱敏電阻來測量溫度？,普通電子體溫計,,兒童電子體溫計,,跳繩式電子體溫計,,國際名牌歐姆龍-耳式電子體溫計,,電子

7、體溫計模塊,,奶瓶式體溫計,,耳溫槍,,多重用途（大范圍的測溫 ）,IR1DA1提供大范圍的測溫功能，測量范圍從0℃到100℃，本產(chǎn)品可以當作耳溫槍來測量兒溫，同時也可以用來測量下列的表面溫度：奶瓶里的牛奶表面溫度嬰兒洗澡水的表面溫度環(huán)境溫度,一秒鐘測量完成,創(chuàng)新的紅外線技術(shù)讓耳溫度的測量只要1秒鐘即可完成。,準確又可靠,由于獨特的探測組件結(jié)構(gòu)、先進的紅外線感測器，以及完整的校正程序，本產(chǎn)品可以提供非常準確又可靠的耳溫測量功

8、能。,安全又衛(wèi)生沒有玻璃破裂或吞下水銀的風險用在兒童身上完全安全可丟棄式耳套使的IR1DA1絕對衛(wèi)生自動顯示記憶本產(chǎn)品在開機時會自動顯示上一次讀數(shù)2秒之久。發(fā)燒警示當量測讀數(shù)超過37.5℃時，本產(chǎn)品會以10聲急促短聲警告病人，他可能發(fā)燒了。,基礎 –RC振蕩電路,,基礎-RC起振波形,模式圖,放大器,T－>R －> f －> N,復習:為什么要在電路中設置反饋？,半導體技術(shù)發(fā)展到今天，為電子電

9、路的設計提供了極大的施展空間?，F(xiàn)在要設計或制作一個高性能的放大器，在如何提高放大倍數(shù)方面已經(jīng)不是問題，最普通的集成電路運算放大器（LM324，其內(nèi)部包含了4個相同的獨立放大器，價格在1元左右，如下圖），其開環(huán)電壓放大倍數(shù)也可以做到幾十萬倍（80dB~140dB）之高，對于一般的要求來說，這幾乎就是無限大的放大倍數(shù)了。,負反饋：,,負反饋的作用：,在多數(shù)的應用中，都要求電路的放大倍數(shù)是一個固定不變的有限值。所謂固定不變是指：當工作環(huán)境的溫

10、度變化；電路輸入、輸出連接狀態(tài)發(fā)生改變；器件因常時間工作性能老化；因故障更換了主要半導體器件之后，等等的內(nèi)在的和外部的干擾因素下，放大器的放大倍數(shù)都維持在設定值不會變化。這個穩(wěn)定增益（放大倍數(shù)）的要求，其實才是現(xiàn)代電子電路設計的難點，而在電路中使用負反饋技術(shù)，是解決這個難題的主要方法。,負反饋：,提高輸入阻抗，降低輸出阻抗（提高負載能力），優(yōu)化頻率響應，穩(wěn)定靜態(tài)工作點，減少線性失真等等，在此不做敘述。,脈沖信號,,,橋式測溫技術(shù),,橋式

11、測溫電路-工作分析,RT受溫度影響，電阻變化，破壞了電橋的平衡；B、D之間有電平輸出；檢零放大器輸出信號，關注J1；與非門F31，F(xiàn)34被打開；此時技術(shù)器開始工作；技術(shù)信號控制著A/D網(wǎng)絡，使數(shù)模轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡的電阻成8421規(guī)律增加；當電橋平衡條件再次滿足時，停止計數(shù)；,數(shù)值關系分析,唯一的溫度對應唯一的R網(wǎng)的狀態(tài),唯一的R網(wǎng)的狀態(tài)對應唯一的計數(shù)器狀態(tài),唯一的溫度對應唯一的計數(shù)器狀態(tài),,紅外測溫技術(shù),紅外測溫儀由光學系統(tǒng)、光電探

12、測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳碾娦盘枴Ｔ撔盘柦?jīng)過放大器和信號處理電路按照儀器內(nèi)部的算法和目標發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。,紅外測溫技術(shù),除此之外，還應考慮目標和測溫儀所在的環(huán)境條件，如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能指標的影響及修正方法。,藍牙技術(shù),優(yōu)點：藍牙傳輸是通過RF（2.4GHZ）

13、載波進行的，因此它具有電磁波的基本特征，有較大的功率，可以增加傳送距離，而且沒有角度及方向性限制，具有穿墻性，可在物體之間反射、鏡設、繞射。藍牙主要用于短距離傳輸（最多10米）數(shù)據(jù)和語音（1Mbps），功耗非常低能，同時能連接許多元件，傳輸速度快。,主要生產(chǎn)廠家,一、 歐姆龍（大連）有限公司二、 博朗(上海)有限公司三、 上海貝親有限公司四、 新浦萊斯（寧波）工業(yè)有限公司四、洪江市正興醫(yī)療儀表有限責任公司五、東莞大朗東冠電子制

14、品廠六、寧波華平儀器有限公司七、 嵊泗澤成醫(yī)用有限公司八、 鹽城市蒂菱體溫計廠,藍牙技術(shù),劣勢：藍牙成本很高；RF技術(shù)容易受頻率干擾；穿墻特點對資料安全性的保護設定問題；藍牙起步比較晚，目前還沒有一個明確、統(tǒng)一的標準，相容性問題尚未能解決。,耳溫,額溫,口溫,腋溫,其他,一天之中，人的體溫在清晨比較低，近傍晚則會稍高，下班后，壓力解除、腎上腺分泌減少，氣溫降低，體溫會比較低，而剛運動完、曬過太陽、衣服穿太多、過度疲累或室內(nèi)太熱等因