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(dǎo)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(bǔ)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(biāo)定：0 °C時鉑電阻傳感器為100Ω測量范圍：測量溫度可達(dá)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(biāo)定：在25 °C時，阻值為2.252 k? 至 10 k?測量范圍：測量溫度可達(dá) 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(guān)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(bǔ)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(guān)系。若測量時，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將影響嚴(yán)重測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)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(bǔ)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(shè)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(jìn)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(hù)系統(tǒng)和其他時間測量中也得到廣泛應(yīng)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(dāng)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(zhǔn)確又可靠,由于獨特的探測組件結(jié)構(gòu)、先進(jìn)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(zhǔn)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(fēng)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(jī)時會自動顯示上一次讀數(shù)2秒之久。發(fā)燒警示當(dāng)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(chǔ) –RC振蕩電路,,基礎(chǔ)-RC起振波形,模式圖,放大器,T－>R －> f －> N,復(fù)習(xí):為什么要在電路中設(shè)置反饋？,半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展到今天，為電子電

9、路的設(shè)計提供了極大的施展空間。現(xiàn)在要設(shè)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(yùn)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(fù)反饋：,,負(fù)反饋的作用：,在多數(shù)的應(yīng)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(dāng)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(dǎo)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(shè)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(shè)計的難點，而在電路中使用負(fù)反饋技術(shù)，是解決這個難題的主要方法。,負(fù)反饋：,提高輸入阻抗，降低輸出阻抗（提高負(fù)載能力），優(yōu)化頻率響應(yīng)，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(guān)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(luò)，使數(shù)模轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)的電阻成8421規(guī)律增加；當(dāng)電橋平衡條件再次滿足時，停止計數(shù)；,數(shù)值關(guān)系分析,唯一的溫度對應(yīng)唯一的R網(wǎng)的狀態(tài),唯一的R網(wǎng)的狀態(tài)對應(yīng)唯一的計數(shù)器狀態(tài),唯一的溫度對應(yīng)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(xué)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(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學(xué)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?yīng)的電信號。該信號經(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(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。,紅外測溫技術(shù),除此之外，還應(yīng)考慮目標(biāo)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(biāo)的影響及修正方法。,藍(lán)牙技術(shù),優(yōu)點：藍(lán)牙傳輸是通過RF（2.4GHZ）

13、載波進(jìn)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(shè)、繞射。藍(lán)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(zé)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(lán)牙技術(shù),劣勢：藍(lán)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(hù)設(shè)定問題；藍(lán)牙起步比較晚，目前還沒有一個明確、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，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(yùn)動完、曬過太陽、衣服穿太多、過度疲累或室內(nèi)太熱等因