鄭宇

摘 ?要 ?在醫(yī)學上，體溫的測量對疾病的判斷相當重要，所以溫度傳感器應用廣泛。設計了基于負溫度系數(shù)熱敏電阻的人體溫度測量儀，通過實驗證明完全能滿足測量功能。

關鍵詞 ?全息瞄準器;半導體激光器LD;波長漂移;相差補償

中圖分類號：TH811 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0033-01

1 ?負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC 1K）溫度傳感器

熱敏電阻是利用半導體電阻阻值隨溫度變化的特性來測量溫度的，按電阻阻值隨溫度升高而減小或增大，分為NTC型（負溫度系數(shù)熱敏電阻）、PTC型（正溫度系數(shù)熱敏電阻）和CTC（臨界溫度熱敏電阻）。NTC型熱敏電阻阻值與溫度的關系呈指數(shù)下降關系，但也可以找出熱敏電阻某一較小的、線性較好范圍加以應用（如35-42℃）。如需對溫度進行較準確的測量，則需配置線性化電路進行校正（本實驗沒進行全范圍線性化校正，僅選取35-42℃溫度范圍內(nèi)進行相對線性化處理）。以上三種熱敏電阻特性曲線見圖1。在一定的溫度范圍內(nèi)（小于150℃）NTC熱敏電阻的電阻RT與溫度T之間有如下關系：

（1）

圖1 ?熱敏電阻特性曲線

2 ?基本電路設計

采用恒電流法測量熱電阻，電路如圖2所示，圖2中，R為已知數(shù)值的固定電阻，RT為熱電阻。Ur為R上的電壓，Urt為RT上的電壓。假設回路電流為I0，根據(jù)歐姆定律，I0=Ur/R，所以熱電阻RT為：

（2）

圖2

3 ?人體溫度測量儀的制作和實驗

1）制作溫度測量儀。在小溫度范圍內(nèi)，比如35-42℃內(nèi)，取樣電阻（1kΩ）上的電壓UR與溫度t基本成線性關系。可以將NTC測試電路的UR隨溫度變化的電壓通過放大處理電路轉(zhuǎn)化為正溫度系數(shù)10mV/℃的電壓輸出，并將輸出電壓與標準溫度進行對比校準，即可制成溫度測量儀。將溫控儀溫度設定在37℃，待溫度穩(wěn)定后（2分鐘內(nèi)溫度變化在±0.1℃以內(nèi)），在加熱井中插入水銀體溫計，通過溫控儀溫差修正功能，對其PT100測溫進行校準，使溫控儀顯示溫度值與水銀體溫計測試值一致;然后取出體溫計，調(diào)整放大器的校正與調(diào)零電位器，使在35.0℃-42.0℃溫度范圍內(nèi)，NTC傳感器校正后輸出電壓與溫度變化同步（即溫度每改變1℃，輸出電壓對應變化10mV）。校正完畢后，利用設計的溫度測量儀測溫，在35.0℃-42.0℃溫度范圍內(nèi)，每隔0.5℃或1℃測量一次并與實際溫度進行對比。

2）實驗數(shù)據(jù)。進行人體各部位（腋下、眉心、手掌內(nèi)）的溫度測量（除口腔外）并與水銀體溫計測量口腔的溫度進行比較，了解人體各部位溫差的原因。

圖3 ?lnRT -（1/T）圖

圖3為熱敏電阻的特性曲線，作直線擬合，得到直線斜率K=0.00101V，截距b=0.39271V，直線線性相關系數(shù)R2=0.99717，說明在35-42℃范圍內(nèi)UR-t基本成線性關系，可以通過外部放大器處理電路使其輸出與溫度對應10mV/℃，從而實現(xiàn)溫度測量。

4 ?結束語

通過與標準溫度計的比較，說明所設計的人體溫度測量儀能夠測量精度高，測量方便迅速，完全能夠用于實驗測量。

參考文獻

[1]彭程琳.生物醫(yī)學傳感器原理及應用[M].北京：高等教育出版社，2000

[2]何希才.傳感器及其應用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[3]黃賢武，鄭筱霞.傳感器實際應用電路設計[M].成都：電子科技大學出版社，1997.endprint

摘 ?要 ?在醫(yī)學上，體溫的測量對疾病的判斷相當重要，所以溫度傳感器應用廣泛。設計了基于負溫度系數(shù)熱敏電阻的人體溫度測量儀，通過實驗證明完全能滿足測量功能。

關鍵詞 ?全息瞄準器;半導體激光器LD;波長漂移;相差補償

中圖分類號：TH811 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0033-01

1 ?負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC 1K）溫度傳感器

熱敏電阻是利用半導體電阻阻值隨溫度變化的特性來測量溫度的，按電阻阻值隨溫度升高而減小或增大，分為NTC型（負溫度系數(shù)熱敏電阻）、PTC型（正溫度系數(shù)熱敏電阻）和CTC（臨界溫度熱敏電阻）。NTC型熱敏電阻阻值與溫度的關系呈指數(shù)下降關系，但也可以找出熱敏電阻某一較小的、線性較好范圍加以應用（如35-42℃）。如需對溫度進行較準確的測量，則需配置線性化電路進行校正（本實驗沒進行全范圍線性化校正，僅選取35-42℃溫度范圍內(nèi)進行相對線性化處理）。以上三種熱敏電阻特性曲線見圖1。在一定的溫度范圍內(nèi)（小于150℃）NTC熱敏電阻的電阻RT與溫度T之間有如下關系：

（1）

圖1 ?熱敏電阻特性曲線

2 ?基本電路設計

采用恒電流法測量熱電阻，電路如圖2所示，圖2中，R為已知數(shù)值的固定電阻，RT為熱電阻。Ur為R上的電壓，Urt為RT上的電壓。假設回路電流為I0，根據(jù)歐姆定律，I0=Ur/R，所以熱電阻RT為：

（2）

圖2

3 ?人體溫度測量儀的制作和實驗

1）制作溫度測量儀。在小溫度范圍內(nèi)，比如35-42℃內(nèi)，取樣電阻（1kΩ）上的電壓UR與溫度t基本成線性關系?？梢詫TC測試電路的UR隨溫度變化的電壓通過放大處理電路轉(zhuǎn)化為正溫度系數(shù)10mV/℃的電壓輸出，并將輸出電壓與標準溫度進行對比校準，即可制成溫度測量儀。將溫控儀溫度設定在37℃，待溫度穩(wěn)定后（2分鐘內(nèi)溫度變化在±0.1℃以內(nèi)），在加熱井中插入水銀體溫計，通過溫控儀溫差修正功能，對其PT100測溫進行校準，使溫控儀顯示溫度值與水銀體溫計測試值一致;然后取出體溫計，調(diào)整放大器的校正與調(diào)零電位器，使在35.0℃-42.0℃溫度范圍內(nèi)，NTC傳感器校正后輸出電壓與溫度變化同步（即溫度每改變1℃，輸出電壓對應變化10mV）。校正完畢后，利用設計的溫度測量儀測溫，在35.0℃-42.0℃溫度范圍內(nèi)，每隔0.5℃或1℃測量一次并與實際溫度進行對比。

2）實驗數(shù)據(jù)。進行人體各部位（腋下、眉心、手掌內(nèi)）的溫度測量（除口腔外）并與水銀體溫計測量口腔的溫度進行比較，了解人體各部位溫差的原因。

圖3 ?lnRT -（1/T）圖

圖3為熱敏電阻的特性曲線，作直線擬合，得到直線斜率K=0.00101V，截距b=0.39271V，直線線性相關系數(shù)R2=0.99717，說明在35-42℃范圍內(nèi)UR-t基本成線性關系，可以通過外部放大器處理電路使其輸出與溫度對應10mV/℃，從而實現(xiàn)溫度測量。

4 ?結束語

通過與標準溫度計的比較，說明所設計的人體溫度測量儀能夠測量精度高，測量方便迅速，完全能夠用于實驗測量。

參考文獻

[1]彭程琳.生物醫(yī)學傳感器原理及應用[M].北京：高等教育出版社，2000

[2]何希才.傳感器及其應用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[3]黃賢武，鄭筱霞.傳感器實際應用電路設計[M].成都：電子科技大學出版社，1997.endprint

摘 ?要 ?在醫(yī)學上，體溫的測量對疾病的判斷相當重要，所以溫度傳感器應用廣泛。設計了基于負溫度系數(shù)熱敏電阻的人體溫度測量儀，通過實驗證明完全能滿足測量功能。

關鍵詞 ?全息瞄準器;半導體激光器LD;波長漂移;相差補償

中圖分類號：TH811 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0033-01

1 ?負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC 1K）溫度傳感器

熱敏電阻是利用半導體電阻阻值隨溫度變化的特性來測量溫度的，按電阻阻值隨溫度升高而減小或增大，分為NTC型（負溫度系數(shù)熱敏電阻）、PTC型（正溫度系數(shù)熱敏電阻）和CTC（臨界溫度熱敏電阻）。NTC型熱敏電阻阻值與溫度的關系呈指數(shù)下降關系，但也可以找出熱敏電阻某一較小的、線性較好范圍加以應用（如35-42℃）。如需對溫度進行較準確的測量，則需配置線性化電路進行校正（本實驗沒進行全范圍線性化校正，僅選取35-42℃溫度范圍內(nèi)進行相對線性化處理）。以上三種熱敏電阻特性曲線見圖1。在一定的溫度范圍內(nèi)（小于150℃）NTC熱敏電阻的電阻RT與溫度T之間有如下關系：

（1）

圖1 ?熱敏電阻特性曲線

2 ?基本電路設計

采用恒電流法測量熱電阻，電路如圖2所示，圖2中，R為已知數(shù)值的固定電阻，RT為熱電阻。Ur為R上的電壓，Urt為RT上的電壓。假設回路電流為I0，根據(jù)歐姆定律，I0=Ur/R，所以熱電阻RT為：

（2）

圖2

3 ?人體溫度測量儀的制作和實驗

1）制作溫度測量儀。在小溫度范圍內(nèi)，比如35-42℃內(nèi)，取樣電阻（1kΩ）上的電壓UR與溫度t基本成線性關系?？梢詫TC測試電路的UR隨溫度變化的電壓通過放大處理電路轉(zhuǎn)化為正溫度系數(shù)10mV/℃的電壓輸出，并將輸出電壓與標準溫度進行對比校準，即可制成溫度測量儀。將溫控儀溫度設定在37℃，待溫度穩(wěn)定后（2分鐘內(nèi)溫度變化在±0.1℃以內(nèi)），在加熱井中插入水銀體溫計，通過溫控儀溫差修正功能，對其PT100測溫進行校準，使溫控儀顯示溫度值與水銀體溫計測試值一致;然后取出體溫計，調(diào)整放大器的校正與調(diào)零電位器，使在35.0℃-42.0℃溫度范圍內(nèi)，NTC傳感器校正后輸出電壓與溫度變化同步（即溫度每改變1℃，輸出電壓對應變化10mV）。校正完畢后，利用設計的溫度測量儀測溫，在35.0℃-42.0℃溫度范圍內(nèi)，每隔0.5℃或1℃測量一次并與實際溫度進行對比。

2）實驗數(shù)據(jù)。進行人體各部位（腋下、眉心、手掌內(nèi)）的溫度測量（除口腔外）并與水銀體溫計測量口腔的溫度進行比較，了解人體各部位溫差的原因。

圖3 ?lnRT -（1/T）圖

圖3為熱敏電阻的特性曲線，作直線擬合，得到直線斜率K=0.00101V，截距b=0.39271V，直線線性相關系數(shù)R2=0.99717，說明在35-42℃范圍內(nèi)UR-t基本成線性關系，可以通過外部放大器處理電路使其輸出與溫度對應10mV/℃，從而實現(xiàn)溫度測量。

4 ?結束語

通過與標準溫度計的比較，說明所設計的人體溫度測量儀能夠測量精度高，測量方便迅速，完全能夠用于實驗測量。

參考文獻

[1]彭程琳.生物醫(yī)學傳感器原理及應用[M].北京：高等教育出版社，2000

[2]何希才.傳感器及其應用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[3]黃賢武，鄭筱霞.傳感器實際應用電路設計[M].成都：電子科技大學出版社，1997.endprint