红外温度传感器及红外温度计的设计与研究
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单片机接收 数字信号，并进 行事先写好的函 数，将所得信号 转化成温度数字 输出
B
7
以HEIMANN3872制作的红外体温计
4.显示部分
单片机输出 的温度值通过液 晶模块输出显示 出来
B
8
以HEIMANN3872制作的红外体温计
主要实验器材：
• 热释电红外温度传感器HEIMANN3872 • STC89C52单片机最小系统
4cm距离处在人体体温范围（36~42）内的图像拟合
B
33
预期效果
该红外温度计分为3个模式
1.能测各种物体-20度至200度以内的表面温 度；
2.能测人体额头温度，并进行一定转化，换 算成体温值；
3.能测口腔温度，并转化成体温值。
B
34
目前已完成
1.完成电路，并能显示出温度变化引起的示 数变化。
B
11
试验数据处理及图像拟合
1.5cm处所有数据的图像拟合(origin)
B
12
试验数据处理及图像拟合
6cm处所有数据的拟合图像
B
13
试验数据处理及图像拟合
4cm处所有数据的图像拟合
B
14
实验数据处理及图像拟合
B
15
数据斜率对比
1.5cm
B
16
数据斜率对比
2cm
B
17
数据斜率对比
2.5cm
B
2
传感器的选择及研究
基本原理：
我们选择研究型 号为HEIMANN3872热 电堆红外温度传感器。
热电堆红外传感
器原理是将多个热电
偶串联起来, 使其具
有较高灵敏度。传感
器内还集成了一个热
敏电阻, 以利于温度
补偿使用，可以减小
环境温度带来的误差
B
3
以传感器制作的非接触体温计
•
HEIMANN3872热释电红外线传感器能在
起输出电压的变
化, 电压经过 ICL7650 和TL082 的处理放大输出。
B
5
以HEIMANN3872制作的红外体温计
2.数模转换部分
将处理并放 大后的模拟电 压信号通过 ADC0804转换为 数字型号（此 处暂时由其他 型号模块代替）
B
6
以HEIMANN3872制作的红外体温计
3.单片机接收处 理部分
• 在室内，无阳光直接照射传感器的条件下，传感器 正对亮出与背对亮处的示数相差不超过1。可以基本 认为，在室内，光线对传感器影响不大。
• 介于外界会产生干扰，环境温度对实验结果有一定 影响。我们利用该型号传感器的特点进行温度补偿，
使其影响降至最低。实验时，我们在早晚和中午对
同一温度的水经行对比测量，测距为4cm,发现昼夜 温差的影响可以接受。
非接触的条件下检测出人体辐射的红外线能量
的变化, 并将其转换成电压信号输出。
•
将这个电压信号加以补偿并放大, 通过
数模转化，将信号以数字信号的形式传递给单
片机。单片机处理运算，通过液晶模块输出温
度数值。
B
4
以HEIMANN3872制作的红外体温计
1.信号采集与放大 部分
整个过程概
括为: 红外传感 器HEIMANN3872 采集外界信号引
• ADC0804， ICL7650 ，TL082
• 若干电阻和电容 • 液晶显示模块等
B
9
物理特性研究
• 环境温度对实验结果的影响 • 距离对实验结果的影响 • 角度对实验结果的影响 • 物体大小对实验结果的影响
B
ຫໍສະໝຸດ Baidu
10
物理特性研究
实验数据测量过程中发现
• 转化所得数对应温度的精确度在不同温度段不同， 范围在0.2到1.5度左右。
•在人体温度范围（35至43度）内，我们 取偏差较小的4cm为主要研究距离。
B
24
角度对实验结果的影响
1cm，42C
B
25
角度对实验结果的影响
2cm，水温43C
B
26
角度对实验结果的影响
3cm，43C
B
27
角度对实验结果的影响
4cm，42C
B
28
角度对实验结果的影响
5cm
B
29
角度对实验结果的影响
B
18
数据斜率对比
3cm
B
19
数据斜率对比
3.5cm
B
20
数据斜率对比
4cm
B
21
数据斜率对比
5cm
B
22
数据斜率对比
6cm
B
23
物理特性研究
距离对实验结果的影响
•数据整体呈一次线性变化，且随着距离 的增加，斜率逐渐减小。
•实验在2.5cm到5cm内，测量数据可重 复性最高，拟合后偏差最小
2.完成部分示数转化成温度值的函数关系， 拟合出在人体温度范围内的数值变化曲线。
3.完成对所使用的温度传感器的物理特性进 行系统的研究。
演示如下
B
35
6cm，41C
B
30
角度对实验结果的影响
从实验数据中我们可以看出
•在小距离范围内，角度变化对实验结果的影 响很小 •在4cm处左右图像比较明显的呈现二次型变 化，且随着距离的增大，图像弯曲程度越大。
B
31
物体大小对实验结果的影响
4cm,改变物体直径，55C（改变纸杯的圆扁）
B
32
定标后数据及图像
物理实验竞赛设计
题目：温度传感器及非接触式体温计
B
1
实验目的
研究一种温度传感器的特性，并通过自主设计一 种非接触式体温计，了解市场上一些非接触式体 温计的基本原理，丰富知识。
经由实验，学习和掌握单片机知识和软件的操作， 锻炼自己的动手和动脑的能力。
试图在能完成实验的基础上寻找创新点，培养创 新意识。
B
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以HEIMANN3872制作的红外体温计
4.显示部分
单片机输出 的温度值通过液 晶模块输出显示 出来
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以HEIMANN3872制作的红外体温计
主要实验器材：
• 热释电红外温度传感器HEIMANN3872 • STC89C52单片机最小系统
4cm距离处在人体体温范围（36~42）内的图像拟合
B
33
预期效果
该红外温度计分为3个模式
1.能测各种物体-20度至200度以内的表面温 度；
2.能测人体额头温度，并进行一定转化，换 算成体温值；
3.能测口腔温度，并转化成体温值。
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34
目前已完成
1.完成电路，并能显示出温度变化引起的示 数变化。
B
11
试验数据处理及图像拟合
1.5cm处所有数据的图像拟合(origin)
B
12
试验数据处理及图像拟合
6cm处所有数据的拟合图像
B
13
试验数据处理及图像拟合
4cm处所有数据的图像拟合
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14
实验数据处理及图像拟合
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数据斜率对比
1.5cm
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16
数据斜率对比
2cm
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17
数据斜率对比
2.5cm
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传感器的选择及研究
基本原理：
我们选择研究型 号为HEIMANN3872热 电堆红外温度传感器。
热电堆红外传感
器原理是将多个热电
偶串联起来, 使其具
有较高灵敏度。传感
器内还集成了一个热
敏电阻, 以利于温度
补偿使用，可以减小
环境温度带来的误差
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以传感器制作的非接触体温计
•
HEIMANN3872热释电红外线传感器能在
起输出电压的变
化, 电压经过 ICL7650 和TL082 的处理放大输出。
B
5
以HEIMANN3872制作的红外体温计
2.数模转换部分
将处理并放 大后的模拟电 压信号通过 ADC0804转换为 数字型号（此 处暂时由其他 型号模块代替）
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以HEIMANN3872制作的红外体温计
3.单片机接收处 理部分
• 在室内，无阳光直接照射传感器的条件下，传感器 正对亮出与背对亮处的示数相差不超过1。可以基本 认为，在室内，光线对传感器影响不大。
• 介于外界会产生干扰，环境温度对实验结果有一定 影响。我们利用该型号传感器的特点进行温度补偿，
使其影响降至最低。实验时，我们在早晚和中午对
同一温度的水经行对比测量，测距为4cm,发现昼夜 温差的影响可以接受。
非接触的条件下检测出人体辐射的红外线能量
的变化, 并将其转换成电压信号输出。
•
将这个电压信号加以补偿并放大, 通过
数模转化，将信号以数字信号的形式传递给单
片机。单片机处理运算，通过液晶模块输出温
度数值。
B
4
以HEIMANN3872制作的红外体温计
1.信号采集与放大 部分
整个过程概
括为: 红外传感 器HEIMANN3872 采集外界信号引
• ADC0804， ICL7650 ，TL082
• 若干电阻和电容 • 液晶显示模块等
B
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物理特性研究
• 环境温度对实验结果的影响 • 距离对实验结果的影响 • 角度对实验结果的影响 • 物体大小对实验结果的影响
B
ຫໍສະໝຸດ Baidu
10
物理特性研究
实验数据测量过程中发现
• 转化所得数对应温度的精确度在不同温度段不同， 范围在0.2到1.5度左右。
•在人体温度范围（35至43度）内，我们 取偏差较小的4cm为主要研究距离。
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角度对实验结果的影响
1cm，42C
B
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角度对实验结果的影响
2cm，水温43C
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角度对实验结果的影响
3cm，43C
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角度对实验结果的影响
4cm，42C
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角度对实验结果的影响
5cm
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角度对实验结果的影响
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数据斜率对比
3cm
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数据斜率对比
3.5cm
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数据斜率对比
4cm
B
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数据斜率对比
5cm
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数据斜率对比
6cm
B
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物理特性研究
距离对实验结果的影响
•数据整体呈一次线性变化，且随着距离 的增加，斜率逐渐减小。
•实验在2.5cm到5cm内，测量数据可重 复性最高，拟合后偏差最小
2.完成部分示数转化成温度值的函数关系， 拟合出在人体温度范围内的数值变化曲线。
3.完成对所使用的温度传感器的物理特性进 行系统的研究。
演示如下
B
35
6cm，41C
B
30
角度对实验结果的影响
从实验数据中我们可以看出
•在小距离范围内，角度变化对实验结果的影 响很小 •在4cm处左右图像比较明显的呈现二次型变 化，且随着距离的增大，图像弯曲程度越大。
B
31
物体大小对实验结果的影响
4cm,改变物体直径，55C（改变纸杯的圆扁）
B
32
定标后数据及图像
物理实验竞赛设计
题目：温度传感器及非接触式体温计
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1
实验目的
研究一种温度传感器的特性，并通过自主设计一 种非接触式体温计，了解市场上一些非接触式体 温计的基本原理，丰富知识。
经由实验，学习和掌握单片机知识和软件的操作， 锻炼自己的动手和动脑的能力。
试图在能完成实验的基础上寻找创新点，培养创 新意识。