一種體溫測量電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種體溫測量電路，包括依次相連的體溫探頭（101）、靜電防護電路（102）、激勵信號電路（103）、信號調理電路（105）、模數轉換器（106），所述激勵信號電路（103）用于向所述體溫探頭（101）注入直流恒壓的激勵信號；所述體溫探頭（101）包括熱敏電阻（R），所述激勵信號電路（103）包括第二電阻（R2），所述熱敏電阻（R）兩端分別連接第一線路（A）和第二線路（B），所述第一線路（A）與直流電壓電路相連，所述第二電阻（R2）一端與所述第二線路（B）相連。本實用新型的有益效果是本實用新型的體溫測量電路構造簡單、成本低、可靠性高。
【專利說明】一種體溫測量電路
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電子【技術領域】，尤其涉及一種體溫測量電路。
【背景技術】
[0002] 體溫是反應人體體征健康狀況的一項重要參數。在國內市面上大量體溫計采用重 金屬水銀制造，水銀泡破損之后易造成重金屬污染環境，在部分發達國家已禁止水銀體溫 計的銷售。因此研究一款采用熱敏電阻進行體溫測量，并且可以準確測量體溫的電路具有 重要的意義。
[0003] 熱敏電阻因溫度的改變而發生電阻值的改變，并且溫度與電阻值具有一一對應的 關系，可以通過測量電阻推算出溫度值，這是我們能用熱敏電阻測量體溫的依據。
[0004] 為檢測熱敏電阻的阻值，我們需要給熱敏電阻注入激勵信號，通用的方式是采用 恒定電流作為激勵源，例如，TI公司的數據轉換芯片ADS1147、ADS1247專門為熱敏電阻測 量溫度提供了解決方案，該芯片集成了恒定電流激勵電路。
[0005] 目前的體溫測量電路構造復雜、成本高、可靠性差。 實用新型內容
[0006] 為了解決現有技術中的問題，本實用新型提供了一種體溫測量電路。
[0007] 本實用新型提供了一種體溫測量電路，包括依次相連的體溫探頭、靜電防護電路、 激勵信號電路、信號調理電路、模數轉換器，所述激勵信號電路用于向所述體溫探頭注入直 流恒壓的激勵信號；所述體溫探頭包括熱敏電阻，所述激勵信號電路包括第二電阻，所述熱 敏電阻兩端分別連接第一線路和第二線路，所述第一線路與直流電壓電路相連，所述第二 電阻一端與所述第二線路相連。
[0008] 作為本實用新型的進一步改進，所述激勵信號電路還包括第一電阻、第三電阻，所 述第一電阻一端與所述第一線路相連，所述第一電阻另一端與所述直流電壓電路相連，所 述第二電阻另一端與所述第三電阻串聯；該體溫測量電路還包括第三線路，所述第三線路 一端連于所述第二電阻與所述第三電阻之間，所述第三線路另一端與所述信號調理電路相 連。
[0009] 作為本實用新型的進一步改進，所述信號調理電路包括濾波電路，所述濾波電路 包括三個濾波器，三個所述濾波器輸入端分別與所述第一線路、所述第二線路、以及所述第 三線路相連，三個所述濾波器輸出端與所述模數轉換器相連。
[0010] 作為本實用新型的進一步改進，所述信號調理電路還包括放大電路，所述放大電 路包括三個放大器，三個所述放大器輸入端分別與所述第一線路、所述第二線路、以及所述 第三線路相連，三個所述放大器輸出端分別與三個所述濾波器輸入端相連。
[0011] 作為本實用新型的進一步改進，該體溫測量電路還包括選通電路，所述信號調理 電路包括濾波電路，所述濾波電路包括兩個濾波器，所述第一線路和所述第三線路與所述 選通電路輸入端相連，所述選通電路輸出端與其中一個濾波器輸入端相連，所述第二線路 與其中另一個濾波器輸入端相連，兩個濾波器輸出端與所述模數轉換器相連。
[0012] 作為本實用新型的進一步改進，該體溫測量電路還包括選通電路，所述信號調理 電路包括濾波電路，所述濾波電路包括一個濾波器，所述第一線路、所述第二線路、所述第 三線路分別與所述選通電路輸入端相連，所述選通電路輸出端與所述濾波器輸入端相連， 所述濾波器輸出端與所述模數轉換器相連。
[0013] 作為本實用新型的進一步改進，所述信號調理電路還包括放大電路，所述放大電 路包括一個放大器，所述第一線路、所述第二線路、所述第三線路分別與所述選通電路輸入 端相連，所述選通電路輸出端與所述放大器輸入端相連，所述放大器輸出端與所述濾波器 輸入端相連，所述濾波器輸出端與所述模數轉換器相連。
[0014] 作為本實用新型的進一步改進，所述放大器為同相比例放大器。
[0015] 作為本實用新型的進一步改進，所述濾波器為RC濾波器。
[0016] 作為本實用新型的進一步改進，該體溫測量電路還包括數字信號處理模塊，所述 數字信號處理模塊與所述模數轉換器相連，所述數字信號處理模塊用于接收所述模數轉換 器輸出的數字信號，并對數字信號進行處理得到溫度值。
[0017] 本實用新型的有益效果是：本實用新型的體溫測量電路構造簡單、成本低、可靠性 商。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實用新型的體溫測量電路原理框圖；
[0019] 圖2是本實用新型的體溫測量電路的前端電路圖；
[0020] 圖3是本實用新型的體溫測量電路的第三個實施例的電路圖；
[0021] 圖4是本實用新型的體溫測量電路的第四個實施例的電路圖；
[0022] 圖5是本實用新型的體溫測量電路的第五個實施例的電路圖；
[0023] 圖6是本實用新型的體溫測量電路的第六個實施例的電路圖；
[0024] 圖7是本實用新型的體溫測量電路的第七個實施例的電路圖。
【具體實施方式】
[0025] 如圖1所示，本實用新型公開了一種體溫測量電路，包括：
[0026] 體溫探頭101 :體溫探頭101位于整機外部，作為應用端放置于人體特定的體溫檢 測部位，體溫探頭類型較為常見有YSI-2. 252k和YSI-IOk這兩種。
[0027] 靜電防護電路102 :考慮到體溫探頭101連接于整機外部，需要在體溫探頭101接 口處增加靜電防護電路，以抑制靜電對電路的影響，起到保護電路的作用。
[0028] 激勵信號電路103 :采用直流恒壓作為激勵信號。
[0029] 選通電路104 :采用模擬開關實現電路的選擇性導通，分時對需要測量的電壓測 試點進行檢測，這種電路的好處是提高了電路的復用率，減少了器件的使用；在一些對板卡 面積要求不高，且通道數充足的情況下，該選通電路104可以省略。
[0030] 信號調理電路105 :該電路主要實現對信號的放大、濾波處理，根據不同應用環 境，該電路稍有差別，例如，若有選通電路104,信號調理電路105僅需要一路；對一些具有 高分辨率的模數轉換器106應用，則信號調理電路105不含信號放大電路等。具體的應用 以實施例給出的方案為準。
[0031] 模數轉換器106 :對模擬信號進行采樣，轉換成數字信號，是數字信號處理模塊 107進行數字處理的前提。
[0032] 數字信號處理模塊107 :將模數轉換得到的數字信號進行處理，處理包括計算熱 敏電阻電阻值，推算最終的溫度值。
[0033] 該體溫測量電路還包括電纜線108。
[0034] 如圖2所示，體溫探頭101等效為一個隨溫度變化而阻值變化的熱敏電阻R，靜電 防護電路102為兩組對等的LC網絡，利用了電感L電流不能突變和電容C電壓不能突變原 理圖對靜電瞬間高壓的進行抑制，從而起到保護電路的作用。激勵信號電路103為熱敏電 阻R注入激勵信號，是體溫能夠測量的依據，該激勵信號電路103僅需要3個電阻和一個直 流電壓電路，直流電壓電路用于提供穩定的直流電壓（圖中VCC)，3個電阻分別為第一電阻 RU第二電阻R2、第三電阻R3 ;根據具體的應用，第一電阻R1、第三電阻R3可以去掉其一甚 至可以同時去掉。
[0035] 若通過單點采集的方法，采集A、B、C點相對電壓值，分別計為VA、VB、Vc ;若通過差 分采集的方法，采集A與B、B與C之間的電壓，分別記為（Va-Vb)、(VB-V。)。計算出整個激勵 信號電路103的電流I，J ·計算出熱敏電阻R，尺==(因此僅 需要知道電阻R2的阻值便可以計算得出熱敏電阻R。公式中的R2就是本實用新型的第二 電阻R2。
[0036] 因此，作為本實用新型的第一個實施例，所述體溫探頭101包括熱敏電阻R，所述 激勵信號電路103包括第二電阻R2,所述熱敏電阻R兩端分別連接第一線路A和第二線路 B，所述第一線路A與直流電壓電路相連，所述第二電阻R2與所述第二線路B相連。
[0037] 作為對第一個實施例的進一步完善和改進，在第一個實施例的基礎上構成第二個 實施例，在第二個實施例中，所述激勵信號電路103還包括第一電阻R1、第三電阻R3,所述 第一電阻Rl-端與所述第一線路A相連，所述第一電阻Rl另一端與所述直流電壓電路相 連；所述第二電阻R2 -端與所述第二線路B相連，所述第二電阻R2另一端與所述第三電阻 R3串聯。
[0038] 所述激勵信號電路103還包括連接于所述第二電阻R2與所述第三電阻R3之間的 第三線路C;所述信號調理電路105輸入端與所述激勵信號電路103相連，所述信號調理電 路105輸出端與所述模數轉換器106相連。
[0039] 如圖3所示，作為本實用新型的第三個實施例，所述信號調理電路105包括濾波 電路1051，所述濾波電路1051包括三個濾波器，三個所述濾波器輸入端分別與所述第一線 路A、所述第二線路B、以及所述第三線路C相連，三個所述濾波器輸出端與所述模數轉換器 106相連。在第三個實施例中，對模數轉換器106位數、輸入阻抗的要求較高，一般需要使用 16bit以上、幾百ΚΩ輸入阻抗的模數轉換器，例如TI公司的16bit的Λ-Σ型ADS1148。 第三個實施例的體溫測量電路一般應用在高精度、高輸入阻抗的模數轉換器，通道數充足 的情況。
[0040] 如圖4所示，作為本實用新型的第四個實施例，所述信號調理電路105還包括放大 電路1052,所述放大電路1052包括三個放大器，三個所述放大器輸入端分別與所述第一線 路A、所述第二線路B、以及所述第三線路C相連，三個所述放大器輸出端分別與三個所述濾 波器輸入端相連。
[0041] 如圖5所示，作為本實用新型的第五個實施例，該體溫測量電路還包括選通電路 104,所述信號調理電路105包括濾波電路1051，所述濾波電路1051包括兩個濾波器，所述 第一線路A和所述第三線路C與所述選通電路104輸入端相連，所述選通電路104輸出端 與其中一個濾波器輸入端相連，所述第二線路B與其中另一個濾波器輸入端相連，兩個濾 波器輸出端與所述模數轉換器106相連。選通電路104通過2選1模擬開關對A、C信號進 行了分時選通，B固定，這樣產生一組差分信號，該組差分信號經濾波電路1051對信號進行 抗混疊濾波，然后就直接進入模數轉換器106,這種設計對模數轉換器106位數、輸入阻抗 的要求較高，一般需要使用16bit以上、幾百KΩ輸入阻抗的模數轉換器，并且輸入為差分 對的形式，例如TI公司的16bit的Λ-Σ型ADS1146,24bit的Λ-Σ型ADS131。第五個實 施例的體溫測量電路一般應用在高精度、高輸入阻抗的模數轉換器，并且是具有差分通道 輸入的情況。
[0042] 如圖6所示，作為本實用新型的第六個實施例，該體溫測量電路還包括選通電路 104,所述信號調理電路105包括濾波電路1051，所述濾波電路1051包括一個濾波器，所述 第一線路A、所述第二線路B、所述第三線路C分別與所述選通電路104輸入端相連，所述選 通電路104輸出端與所述濾波器輸入端相連，所述濾波器輸出端與所述模數轉換器106相 連。在第六個實施例中，通過一個濾波器對信號進行抗混疊濾波，然后就直接進入模數轉換 器106,這種設計模數轉換器106位數、輸入阻抗的要求較高，一般需要使用16bit以上、幾 百ΚΩ輸入阻抗的模數轉換器，例如TI公司的16bit的Λ-Σ型ADS1146。第六個實施例 的體溫測量電路一般應用在高精度、高輸入阻抗的模數轉換器，且通道數有限的情況。
[0043] 如圖7所示，作為本實用新型的第七個實施例，所述信號調理電路105還包括放大 電路1052,所述放大電路1052包括一個放大器，所述第一線路A、所述第二線路B、所述第三 線路C分別與所述選通電路104輸入端相連，所述選通電路104輸出端與所述放大器輸入 端相連，所述放大器輸出端與所述濾波器輸入端相連，所述濾波器輸出端與所述模數轉換 器106相連。選通電路104通過模擬開關對信號進行了選通作用，A、B、C點的電壓分時進 入信號調理電路105。圖中信號調理電路105由一個放大器和一個濾波器組成，其中放大 器對信號進行適當倍數放大，以滿足模數轉換器106分辨率的要求；濾波器則對信號進行 抗混疊濾波，并且提供低的輸出阻抗。這種設計意在降低模數轉換器106對位數、輸入阻抗 的要求，一般使用12bit的模數轉換器即可，例如TI公司的ADC78H89，ADI公司的AD7927， 若使用更高位數的模數轉換器更好。第七個實施例的體溫測量電路一般應用在板卡面積有 限，模數轉換器106通道數量有限的情況。
[0044] 在本實用新型中，放大器為同相比例放大器，所述濾波器為RC濾波器。
[0045] 本實用新型所描述的是一種采用恒定電壓作為激勵信號的體溫測量電路，該激勵 信號電路103只需要少量器件（一般只需要3個電阻）即可完成功能，配合體溫測量電路 中的選通電路104、信號調理電路105、模數轉換器106實現測量的高性能。因簡化了激勵 信號電路103,既降低了成本，也提高了電路的可靠性。
[0046] 以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能 認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術領域】的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視 為屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種體溫測量電路，其特征在于：包括依次相連的體溫探頭（101)、靜電防護電路 (102) 、激勵信號電路（103)、信號調理電路（105)、模數轉換器（106)，所述激勵信號電路 (103) 用于向所述體溫探頭（101)注入直流恒壓的激勵信號；所述體溫探頭（101)包括熱 敏電阻（R)，所述激勵信號電路（103)包括第二電阻（R2)，所述熱敏電阻（R)兩端分別連接 第一線路（A)和第二線路（B)，所述第一線路（A)與直流電壓電路相連，所述第二電阻（R2) 一端與所述第二線路（B)相連。
2. 根據權利要求1所述的體溫測量電路，其特征在于：所述激勵信號電路（103)還包 括第一電阻（R1)、第三電阻（R3)，所述第一電阻（R1) -端與所述第一線路（A)相連，所述 第一電阻（R1)另一端與所述直流電壓電路相連，所述第二電阻（R2)另一端與所述第三電 阻（R3)串聯；該體溫測量電路還包括第三線路（C)，所述第三線路（C) 一端連于所述第二 電阻（R2)與所述第三電阻（R3)之間，所述第三線路（C)另一端與所述信號調理電路（105) 相連。
3. 根據權利要求2所述的體溫測量電路，其特征在于：所述信號調理電路（105)包括 濾波電路（1051)，所述濾波電路（1051)包括三個濾波器，三個所述濾波器輸入端分別與所 述第一線路（A)、所述第二線路（B)、以及所述第三線路（C)相連，三個所述濾波器輸出端與 所述模數轉換器（106)相連。
4. 根據權利要求3所述的體溫測量電路，其特征在于：所述信號調理電路（105)還包 括放大電路（1052)，所述放大電路（1052)包括三個放大器，三個所述放大器輸入端分別與 所述第一線路（A)、所述第二線路（B)、以及所述第三線路（C)相連，三個所述放大器輸出端 分別與三個所述濾波器輸入端相連。
5. 根據權利要求2所述的體溫測量電路，其特征在于：該體溫測量電路還包括選通電 路（104)，所述信號調理電路（105)包括濾波電路（1051)，所述濾波電路（1051)包括兩個 濾波器，所述第一線路（A)和所述第三線路（C)與所述選通電路（104)輸入端相連，所述選 通電路（104)輸出端與其中一個濾波器輸入端相連，所述第二線路（B)與其中另一個濾波 器輸入端相連，兩個濾波器輸出端與所述模數轉換器（106)相連。
6. 根據權利要求2所述的體溫測量電路，其特征在于：該體溫測量電路還包括選通電 路（104)，所述信號調理電路（105)包括濾波電路（1051)，所述濾波電路（1051)包括一 個濾波器，所述第一線路（A)、所述第二線路（B)、所述第三線路（C)分別與所述選通電路 (104) 輸入端相連，所述選通電路（104)輸出端與所述濾波器輸入端相連，所述濾波器輸出 端與所述模數轉換器（106)相連。
7. 根據權利要求6所述的體溫測量電路，其特征在于：所述信號調理電路（105)還包 括放大電路（1052)，所述放大電路（1052)包括一個放大器，所述第一線路（A)、所述第二線 路⑶、所述第三線路（C)分別與所述選通電路（104)輸入端相連，所述選通電路（104)輸 出端與所述放大器輸入端相連，所述放大器輸出端與所述濾波器輸入端相連，所述濾波器 輸出端與所述模數轉換器（106)相連。
8. 根據權利要求4所述的體溫測量電路，其特征在于：所述放大器為同相比例放大器。
9. 根據權利要求3所述的體溫測量電路，其特征在于：所述濾波器為RC濾波器。
10. 根據權利要求1至9任一項所述的體溫測量電路，其特征在于：該體溫測量電路還 包括數字信號處理模塊（107)，所述數字信號處理模塊（107)與所述模數轉換器（106)相 連，所述數字信號處理模塊（107)用于接收所述模數轉換器（106)輸出的數字信號，并對數 字信號進行處理得到溫度值。
【文檔編號】A61B5/01GK204105948SQ201420344525
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】秦釗, 劉慶良 申請人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司