《电子体温计》PPT课件_OK

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红外测温技术
• 除此之外，还应考虑目标和测温仪所在的环境条件，如温度、气氛、污染和 干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。
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蓝牙技术
• 优点：蓝牙传输是通过RF（2.4GHZ）载波进行的，因此它具有电磁波的基 本特征，有较大的功率，可以增加传送距离，而且没有角度及方向性限制， 具有穿墙性，可在物体之间反射、镜设、绕射。蓝牙主要用于短距离传输 （最多10米）数据和语音（1Mbps），功耗非常低能，同时能连接许多元件， 传输速度快。
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蓝牙技术
• 劣势：蓝牙成本很高；RF技术容易受频率干扰；穿墙特点对资料安全性的保 护设定问题；蓝牙起步比较晚，目前还没有一个明确、统一的标准，相容性 问题尚未能解决。
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耳温
耳温
正常范 测 量 时 间 注
意
事
项
围
35.7- 1-15秒 37.9℃
1.注意耳垢清洁，才能准确测量。 2.耳温枪使用后，胶套丢弃不重复
• IR1DA1提供大范围的测温功能，测量范围从0℃到100℃，本产品可以当作耳 温枪来测量儿温，同时也可以用来测量下列的表面温度：
• 奶瓶里的牛奶表面温度 • 婴儿洗澡水的表面温度 • 环境温度
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一秒钟测量完成
• 创新的红外线技术让耳温度的测量只要1秒钟即可完成。
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• 结构：两个不同金属导体连接而成 • 原理：随着温度变化，电压升高
+
• 缺点：非线性
需要的调理：
-
• 冷端补偿（CJC）
• 放大
• 线性化
• 滤波
• 隔离
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热电阻(RTD)基本知识
• 原理：电阻阻值与温度成比例 • 标定：0 °C时铂电阻传感器为100Ω • 测量范围：测量温度可达800 °C
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思考1
• 左侧的体温计由哪几部分组成？
• 水银； • 刻度盘； • 水银管；
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思考2
• 电子体温计有何优势？ • 测量迅速；［由电路的特性决定］ • 安全；［传统的水银温度计有打碎后水银中毒的情况］能够连续观察和记录
等优点； • 特别适用于小儿患者和失去知觉的患者； • 用途：在病人监护系统和其他时间测量中也得到广泛应用。 • 如何利用热敏电阻来测量温度？
• 发烧警示 • 当量测读数超过37.5℃时，本产品会以10声急促短声
警告病人，他可能发烧了。
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基础 –RC振荡电路
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基础-RC起振波形
. Uo
O
a 起振
b 稳幅 c
t
f 1 2π RC
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RC振荡 电路
模式图
T－>R －> f －> N
需要的信号调理
• 放大 • 低通滤波 • 线性化 • 隔离 • 电流激励 • 4线制连接
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热敏电阻(TSR)的基本知识
• 原理：电阻阻值与温度成比例
• 标定：在25 °C时，阻值为2.252 k 至 10 k
• 测量范围：测量温度可达 300 °C
需要的信号调理
• 放大 • 低通滤波 • 线性化 • 隔离 • 电流激励 • 2线制连接 •
观察① ②之间有何不同?
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冷端补偿(Code Junction Compensation)
• 热电偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为 冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时， 冷端的（环境）温度变化，将影响严重测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由 于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。
2. 若测量时间未到，松 开腋下，则需重新测 量，时间需重新计算 。
3. 喝热饮、剧烈运动、 情绪激动及洗澡需待 30分钟后再测量。
其他
• 一天之中，人的体温在清晨比较低，近傍晚则会稍高，下班后，压力解除、 肾上腺分泌减少，气温降低，体温会比较低，而刚运动完、晒过太阳、衣服 穿太多、过度疲累或室内太热等因素，都可能导致体温偏高，
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Time Domain
滤波(Filter)
低通滤波器
Time Domain
Frequency Domain
• 去除噪音信号 • 去除不需要的频率信号
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Frequency Domain
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温度传感器的比较
热电偶
+ 不需额外供电 + 便宜 + 可靠
+ 温度范围大
热电阻(RTDs)
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负反馈：
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负反馈的作用：
• 在多数的应用中，都要求电路的放大倍数是一个 固定不变的有限值。所谓固定不变是指：当工作 环境的温度变化；电路输入、输出连接状态发生 改变；器件因常时间工作性能老化；因故障更换 了主要半导体器件之后，等等的内在的和外部的 干扰因素下，放大器的放大倍数都维持在设定值 不会变化。这个稳定增益（放大倍数）的要求， 其实才是现代电子电路设计的难点，而在电路中 使用负反馈技术，是解决这个难题的主要方法。
使用，以避免交互感染。
则3.测得的体温如果不到35℃，可 能是耳温枪使用不当所致。
额温
额温 35.0℃~37.0℃
1-15秒
1. 正常温度标准随不同 厂牌而异。
2. 室温、运动后或额头 是否干燥会影响测量 的准确性。
备注：
勿将额温枪的红外线光 点接触到受检者的眼 睛。
口温
口温 35.5℃~37.4℃
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负反馈：
• 提高输入阻抗，降低输出阻抗（提高负载能力），优化频率响应，稳定静态工作点， 减少线性失真等等，在此不做叙述。
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脉 冲 信 号
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桥式测温技术
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桥式测温电路-工作分析
• RT受温度影响，电阻变化，破坏了电桥的平衡； • B、D之间有电平输出； • 检零放大器输出信号，关注J1； • 与非门F31，F34被打开； • 此时技术器开始工作； • 技术信号控制着A/D网络，使数模转化网络的电阻成8421规律增加； • 当电桥平衡条件再次满足时，停止计数；
• 所以若第一次测得的结果异常，建议休息半小时后再量。
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实验：组装电子体温 计
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2021/8/2116普ຫໍສະໝຸດ 电子体温计2021/8/21
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儿童电子体温计
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跳绳式电子体温计
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国际名牌欧姆龙-耳式电子体温计
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电子体温计模块
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奶瓶式体温计
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耳温枪
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多重用途（大范围的测温 ）
E
K J
30
20
R
10
Temp 0 200 600 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400 Diff (F)
热电偶连接点处的温度与生成的电压成正比 在大的温度范围内，电压与温度的关系存在非线性 可以用硬件和软件实现线性化
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线性化(Linearization)
filter去除不需要的频率信号低通滤波器timedomainfrequencydomaintimedomainfrequencydomain热电偶温度范围大热电阻rtds热敏电阻本身会发热demo1数据采集设备热电偶热电阻rtds应变片共模或高压信号大电流或者交流开关带有高频噪音的信号传感器信号放大线性化和冷端补偿电流激励和线性化电压激励桥路配置和线性化隔离放大光偶隔离电磁继电器或固态继电器低通滤波器信号调理电子体温计是利用电子温度传感器将温度转换成电信号再将此电信号进行处理后借助指示器或显示器指示或显示体温
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放大(Amplification)
• 两个原因： – 提高信噪比 (SNR)
– 利用ADC的全部精度范围
噪音
仪器放大器
+ _
导线
小电压信号
外部放大器
生理信号
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ADC
数据采集设备
ADC：模数转化器
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线性化(Linearization)
V (mV)
60 50 40
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主要生产厂家
• 一、 欧姆龙（大连）有限公司 • 二、 博朗(上海)有限公司 • 三、 上海贝亲有限公司 • 四、 新浦莱斯（宁波）工业有限公司 • 四、洪江市正兴医疗仪表有限责任公司 • 五、东莞大朗东冠电子制品厂 • 六、宁波华平仪器有限公司 • 七、 嵊泗泽成医用有限公司 • 八、 盐城市蒂菱体温计厂
3-5分钟， 1.婴幼儿、呼吸困难、
7分钟
意识不清者、有痉挛
最佳。 病史及无法合作者请
勿量口温。
2. 进食、喝热饮、抽烟
、嚼口香糖、剧烈运
动、情绪激动及洗澡
需待30分钟后再测量
。
3. 若持体温片，手持末
端，勿接触体温片感
温点。
腋温 35.0℃~37.0℃
腋温
5-10分钟
1. 腋下如有汗液，需擦 干再量。
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准确又可靠
由于独特的探测组件结构、先进的红外线感测器，以及完整的校正程序，本产 品可以提供非常准确又可靠的耳温测量功能。
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• 安全又卫生
• 没有玻璃破裂或吞下水银的风险
• 用在儿童身上完全安全
• 可丢弃式耳套使的IR1DA1绝对卫生 • 自动显示记忆
• 本产品在开机时会自动显示上一次读数2秒之久。
+ 非常精确 + 非常稳定
热敏电阻
+ 高阻抗 + 温度敏感 + 低热量
- 小电压 - 冷端补偿 - 精度变化
- 价格高 - 电流激励 - 小电阻 - 本身会发热
- 输出非线性 - 有限工作范围 - 电流激励 - 本身会发热
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DEMO1 热敏电阻实验
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医用电子仪器的常规模式图
传感器/信号
热电偶
信号调理
放大、线性化和冷端补偿
热电阻（RTDs） 应变片 共模或高压信号
大电流或者交流开关
电流激励和线性化
电压激励、桥路配置和线性化
隔离放大 (光偶隔离)
电磁继电器或固态继电器
数据采集设备
带有高频噪音的信号
低通滤波器
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电子体温计
• 电子体温计是利用电子温度传感器将温度转换成电信号，再将此电信号进行 处理后，借助指示器或显示器指示或显示体温。
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数值关系分析
R1 // R网 • RT R3 • R4
唯一的温度对应唯一的R网的状态
唯一的R网的状态对应唯一的计数器状态 唯一的温度对应唯一的计数器状态
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红外测温技术
• 红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等 部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温 仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的 电信号。该信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射 率校正后转变为被测目标的温度值。
电子体温计
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选择合适的温度测量传感器
• 热电偶 Thermal Couple • 热电阻 Resistance Temperature Detector (RTD) • 热敏电阻 Thermally Sensitive Resistor (TSR)
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热电偶(Thermal Couple)基本知识
阻抗变 换器
放
大 器
整形 电路
脉冲 计数 电路
负反馈
f-v转换器
笔录器
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复习: 为什么要在电路中设置反馈？
• 半导体技术发展到今天，为电子电路的设计提供了极大的施展空间。现在要 设计或制作一个高性能的放大器，在如何提高放大倍数方面已经不是问题， 最普通的集成电路运算放大器（LM324，其内部包含了4个相同的独立放大器， 价格在1元左右，如下图），其开环电压放大倍数也可以做到几十万倍 （80dB~140dB）之高，对于一般的要求来说，这几乎就是无限大的放大倍数 了。