《电子体温计》PPT课件

滤波(Filter)
低通滤波器
Time Domain Time Domain
Frequency Domain
Frequency Domain
• 去除噪音信号 • 去除不需要的频率信号
温度传感器的比较
热电偶
+ 不需额外供电 + 便宜 + 可靠
热电阻(Rபைடு நூலகம்Ds)
+ 非常精确 + 非常稳定
热敏电阻
+ 高阻抗 + 温度敏感 + 低热量
R
3000
3400
Temp 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

线性化(Linearization)
观察① ②之间有何不同?
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。
• 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
+ _ 小电压信号
导线 外部放大器
ADC
数据采集设备
生理信号
ADC：模数转化器
线性化(Linearization)
V (mV)
60 50 40 30 J K E
20
10 0 200 600 1000 1400 1800 2200 2600
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。
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。
• 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。 • 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。
+ 温度范围大
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
-
-
-
DEMO1 热敏电阻实验
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）
电流激励和线性化
应变片
电压激励、桥路配置和线性化
共模或高压信号
隔离放大 (光偶隔离)
数据采集设备
大电流或者交流开关
电磁继电器或固态继电器
带有高频噪音的信号
低通滤波器
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。
思考1
• 左侧的体温计由哪 几部分组成？
• 水银； • 刻度盘； • 水银管；
+ -
需要的调理：
• • • • • 冷端补偿（CJC） 放大 线性化 滤波 隔离
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
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
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？
普通电子体温计
儿童电子体温计
跳绳式电子体温计
国际名牌欧姆龙-耳式电子体温计
电子体温计模块
奶瓶式体温计
耳温枪
多重用途（大范围的测温 ）
• 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
电子体温计
1
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)
热电偶(Thermal Couple)基本知识
• 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
基础 –RC振荡电路
基础-RC起振波形
. Uo
O
t
a
起振
b
稳幅
c
1 f 2 π RC
模式图
T－>R －> f －> N
RC振荡 电路
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
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。
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 •
放大(Amplification)
负反馈：
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。