一种体温测量电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种体温测量电路，包括依次相连的体温探头（101）、静电防护电路（102）、激励信号电路（103）、信号调理电路（105）、模数转换器（106），所述激励信号电路（103）用于向所述体温探头（101）注入直流恒压的激励信号；所述体温探头（101）包括热敏电阻（R），所述激励信号电路（103）包括第二电阻（R2），所述热敏电阻（R）两端分别连接第一线路（A）和第二线路（B），所述第一线路（A）与直流电压电路相连，所述第二电阻（R2）一端与所述第二线路（B）相连。本实用新型的有益效果是本实用新型的体温测量电路构造简单、成本低、可靠性高。
【专利说明】一种体温测量电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电子【技术领域】，尤其涉及一种体温测量电路。
【背景技术】
[0002] 体温是反应人体体征健康状况的一项重要参数。在国内市面上大量体温计采用重 金属水银制造，水银泡破损之后易造成重金属污染环境，在部分发达国家已禁止水银体温 计的销售。因此研究一款采用热敏电阻进行体温测量，并且可以准确测量体温的电路具有 重要的意义。
[0003] 热敏电阻因温度的改变而发生电阻值的改变，并且温度与电阻值具有一一对应的 关系，可以通过测量电阻推算出温度值，这是我们能用热敏电阻测量体温的依据。
[0004] 为检测热敏电阻的阻值，我们需要给热敏电阻注入激励信号，通用的方式是采用 恒定电流作为激励源，例如，TI公司的数据转换芯片ADS1147、ADS1247专门为热敏电阻测 量温度提供了解决方案，该芯片集成了恒定电流激励电路。
[0005] 目前的体温测量电路构造复杂、成本高、可靠性差。 实用新型内容
[0006] 为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种体温测量电路。
[0007] 本实用新型提供了一种体温测量电路，包括依次相连的体温探头、静电防护电路、 激励信号电路、信号调理电路、模数转换器，所述激励信号电路用于向所述体温探头注入直 流恒压的激励信号；所述体温探头包括热敏电阻，所述激励信号电路包括第二电阻，所述热 敏电阻两端分别连接第一线路和第二线路，所述第一线路与直流电压电路相连，所述第二 电阻一端与所述第二线路相连。
[0008] 作为本实用新型的进一步改进，所述激励信号电路还包括第一电阻、第三电阻，所 述第一电阻一端与所述第一线路相连，所述第一电阻另一端与所述直流电压电路相连，所 述第二电阻另一端与所述第三电阻串联；该体温测量电路还包括第三线路，所述第三线路 一端连于所述第二电阻与所述第三电阻之间，所述第三线路另一端与所述信号调理电路相 连。
[0009] 作为本实用新型的进一步改进，所述信号调理电路包括滤波电路，所述滤波电路 包括三个滤波器，三个所述滤波器输入端分别与所述第一线路、所述第二线路、以及所述第 三线路相连，三个所述滤波器输出端与所述模数转换器相连。
[0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述信号调理电路还包括放大电路，所述放大电 路包括三个放大器，三个所述放大器输入端分别与所述第一线路、所述第二线路、以及所述 第三线路相连，三个所述放大器输出端分别与三个所述滤波器输入端相连。
[0011] 作为本实用新型的进一步改进，该体温测量电路还包括选通电路，所述信号调理 电路包括滤波电路，所述滤波电路包括两个滤波器，所述第一线路和所述第三线路与所述 选通电路输入端相连，所述选通电路输出端与其中一个滤波器输入端相连，所述第二线路 与其中另一个滤波器输入端相连，两个滤波器输出端与所述模数转换器相连。
[0012] 作为本实用新型的进一步改进，该体温测量电路还包括选通电路，所述信号调理 电路包括滤波电路，所述滤波电路包括一个滤波器，所述第一线路、所述第二线路、所述第 三线路分别与所述选通电路输入端相连，所述选通电路输出端与所述滤波器输入端相连， 所述滤波器输出端与所述模数转换器相连。
[0013] 作为本实用新型的进一步改进，所述信号调理电路还包括放大电路，所述放大电 路包括一个放大器，所述第一线路、所述第二线路、所述第三线路分别与所述选通电路输入 端相连，所述选通电路输出端与所述放大器输入端相连，所述放大器输出端与所述滤波器 输入端相连，所述滤波器输出端与所述模数转换器相连。
[0014] 作为本实用新型的进一步改进，所述放大器为同相比例放大器。
[0015] 作为本实用新型的进一步改进，所述滤波器为RC滤波器。
[0016] 作为本实用新型的进一步改进，该体温测量电路还包括数字信号处理模块，所述 数字信号处理模块与所述模数转换器相连，所述数字信号处理模块用于接收所述模数转换 器输出的数字信号，并对数字信号进行处理得到温度值。
[0017] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的体温测量电路构造简单、成本低、可靠性 商。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型的体温测量电路原理框图；
[0019] 图2是本实用新型的体温测量电路的前端电路图；
[0020] 图3是本实用新型的体温测量电路的第三个实施例的电路图；
[0021] 图4是本实用新型的体温测量电路的第四个实施例的电路图；
[0022] 图5是本实用新型的体温测量电路的第五个实施例的电路图；
[0023] 图6是本实用新型的体温测量电路的第六个实施例的电路图；
[0024] 图7是本实用新型的体温测量电路的第七个实施例的电路图。
【具体实施方式】
[0025] 如图1所示，本实用新型公开了一种体温测量电路，包括：
[0026] 体温探头101 :体温探头101位于整机外部，作为应用端放置于人体特定的体温检 测部位，体温探头类型较为常见有YSI-2. 252k和YSI-IOk这两种。
[0027] 静电防护电路102 :考虑到体温探头101连接于整机外部，需要在体温探头101接 口处增加静电防护电路，以抑制静电对电路的影响，起到保护电路的作用。
[0028] 激励信号电路103 :采用直流恒压作为激励信号。
[0029] 选通电路104 :采用模拟开关实现电路的选择性导通，分时对需要测量的电压测 试点进行检测，这种电路的好处是提高了电路的复用率，减少了器件的使用；在一些对板卡 面积要求不高，且通道数充足的情况下，该选通电路104可以省略。
[0030] 信号调理电路105 :该电路主要实现对信号的放大、滤波处理，根据不同应用环 境，该电路稍有差别，例如，若有选通电路104,信号调理电路105仅需要一路；对一些具有 高分辨率的模数转换器106应用，则信号调理电路105不含信号放大电路等。具体的应用 以实施例给出的方案为准。
[0031] 模数转换器106 :对模拟信号进行采样，转换成数字信号，是数字信号处理模块 107进行数字处理的前提。
[0032] 数字信号处理模块107 :将模数转换得到的数字信号进行处理，处理包括计算热 敏电阻电阻值，推算最终的温度值。
[0033] 该体温测量电路还包括电缆线108。
[0034] 如图2所示，体温探头101等效为一个随温度变化而阻值变化的热敏电阻R，静电 防护电路102为两组对等的LC网络，利用了电感L电流不能突变和电容C电压不能突变原 理图对静电瞬间高压的进行抑制，从而起到保护电路的作用。激励信号电路103为热敏电 阻R注入激励信号，是体温能够测量的依据，该激励信号电路103仅需要3个电阻和一个直 流电压电路，直流电压电路用于提供稳定的直流电压（图中VCC)，3个电阻分别为第一电阻 RU第二电阻R2、第三电阻R3 ;根据具体的应用，第一电阻R1、第三电阻R3可以去掉其一甚 至可以同时去掉。
[0035] 若通过单点采集的方法，采集A、B、C点相对电压值，分别计为VA、VB、Vc ;若通过差 分采集的方法，采集A与B、B与C之间的电压，分别记为（Va-Vb)、(VB-V。)。计算出整个激励 信号电路103的电流I，J ·计算出热敏电阻R，尺==(因此仅 需要知道电阻R2的阻值便可以计算得出热敏电阻R。公式中的R2就是本实用新型的第二 电阻R2。
[0036] 因此，作为本实用新型的第一个实施例，所述体温探头101包括热敏电阻R，所述 激励信号电路103包括第二电阻R2,所述热敏电阻R两端分别连接第一线路A和第二线路 B，所述第一线路A与直流电压电路相连，所述第二电阻R2与所述第二线路B相连。
[0037] 作为对第一个实施例的进一步完善和改进，在第一个实施例的基础上构成第二个 实施例，在第二个实施例中，所述激励信号电路103还包括第一电阻R1、第三电阻R3,所述 第一电阻Rl-端与所述第一线路A相连，所述第一电阻Rl另一端与所述直流电压电路相 连；所述第二电阻R2 -端与所述第二线路B相连，所述第二电阻R2另一端与所述第三电阻 R3串联。
[0038] 所述激励信号电路103还包括连接于所述第二电阻R2与所述第三电阻R3之间的 第三线路C;所述信号调理电路105输入端与所述激励信号电路103相连，所述信号调理电 路105输出端与所述模数转换器106相连。
[0039] 如图3所示，作为本实用新型的第三个实施例，所述信号调理电路105包括滤波 电路1051，所述滤波电路1051包括三个滤波器，三个所述滤波器输入端分别与所述第一线 路A、所述第二线路B、以及所述第三线路C相连，三个所述滤波器输出端与所述模数转换器 106相连。在第三个实施例中，对模数转换器106位数、输入阻抗的要求较高，一般需要使用 16bit以上、几百ΚΩ输入阻抗的模数转换器，例如TI公司的16bit的Λ-Σ型ADS1148。 第三个实施例的体温测量电路一般应用在高精度、高输入阻抗的模数转换器，通道数充足 的情况。
[0040] 如图4所示，作为本实用新型的第四个实施例，所述信号调理电路105还包括放大 电路1052,所述放大电路1052包括三个放大器，三个所述放大器输入端分别与所述第一线 路A、所述第二线路B、以及所述第三线路C相连，三个所述放大器输出端分别与三个所述滤 波器输入端相连。
[0041] 如图5所示，作为本实用新型的第五个实施例，该体温测量电路还包括选通电路 104,所述信号调理电路105包括滤波电路1051，所述滤波电路1051包括两个滤波器，所述 第一线路A和所述第三线路C与所述选通电路104输入端相连，所述选通电路104输出端 与其中一个滤波器输入端相连，所述第二线路B与其中另一个滤波器输入端相连，两个滤 波器输出端与所述模数转换器106相连。选通电路104通过2选1模拟开关对A、C信号进 行了分时选通，B固定，这样产生一组差分信号，该组差分信号经滤波电路1051对信号进行 抗混叠滤波，然后就直接进入模数转换器106,这种设计对模数转换器106位数、输入阻抗 的要求较高，一般需要使用16bit以上、几百KΩ输入阻抗的模数转换器，并且输入为差分 对的形式，例如TI公司的16bit的Λ-Σ型ADS1146,24bit的Λ-Σ型ADS131。第五个实 施例的体温测量电路一般应用在高精度、高输入阻抗的模数转换器，并且是具有差分通道 输入的情况。
[0042] 如图6所示，作为本实用新型的第六个实施例，该体温测量电路还包括选通电路 104,所述信号调理电路105包括滤波电路1051，所述滤波电路1051包括一个滤波器，所述 第一线路A、所述第二线路B、所述第三线路C分别与所述选通电路104输入端相连，所述选 通电路104输出端与所述滤波器输入端相连，所述滤波器输出端与所述模数转换器106相 连。在第六个实施例中，通过一个滤波器对信号进行抗混叠滤波，然后就直接进入模数转换 器106,这种设计模数转换器106位数、输入阻抗的要求较高，一般需要使用16bit以上、几 百ΚΩ输入阻抗的模数转换器，例如TI公司的16bit的Λ-Σ型ADS1146。第六个实施例 的体温测量电路一般应用在高精度、高输入阻抗的模数转换器，且通道数有限的情况。
[0043] 如图7所示，作为本实用新型的第七个实施例，所述信号调理电路105还包括放大 电路1052,所述放大电路1052包括一个放大器，所述第一线路A、所述第二线路B、所述第三 线路C分别与所述选通电路104输入端相连，所述选通电路104输出端与所述放大器输入 端相连，所述放大器输出端与所述滤波器输入端相连，所述滤波器输出端与所述模数转换 器106相连。选通电路104通过模拟开关对信号进行了选通作用，A、B、C点的电压分时进 入信号调理电路105。图中信号调理电路105由一个放大器和一个滤波器组成，其中放大 器对信号进行适当倍数放大，以满足模数转换器106分辨率的要求；滤波器则对信号进行 抗混叠滤波，并且提供低的输出阻抗。这种设计意在降低模数转换器106对位数、输入阻抗 的要求，一般使用12bit的模数转换器即可，例如TI公司的ADC78H89，ADI公司的AD7927， 若使用更高位数的模数转换器更好。第七个实施例的体温测量电路一般应用在板卡面积有 限，模数转换器106通道数量有限的情况。
[0044] 在本实用新型中，放大器为同相比例放大器，所述滤波器为RC滤波器。
[0045] 本实用新型所描述的是一种采用恒定电压作为激励信号的体温测量电路，该激励 信号电路103只需要少量器件（一般只需要3个电阻）即可完成功能，配合体温测量电路 中的选通电路104、信号调理电路105、模数转换器106实现测量的高性能。因简化了激励 信号电路103,既降低了成本，也提高了电路的可靠性。
[0046] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属【技术领域】的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种体温测量电路，其特征在于：包括依次相连的体温探头（101)、静电防护电路 (102) 、激励信号电路（103)、信号调理电路（105)、模数转换器（106)，所述激励信号电路 (103) 用于向所述体温探头（101)注入直流恒压的激励信号；所述体温探头（101)包括热 敏电阻（R)，所述激励信号电路（103)包括第二电阻（R2)，所述热敏电阻（R)两端分别连接 第一线路（A)和第二线路（B)，所述第一线路（A)与直流电压电路相连，所述第二电阻（R2) 一端与所述第二线路（B)相连。
2. 根据权利要求1所述的体温测量电路，其特征在于：所述激励信号电路（103)还包 括第一电阻（R1)、第三电阻（R3)，所述第一电阻（R1) -端与所述第一线路（A)相连，所述 第一电阻（R1)另一端与所述直流电压电路相连，所述第二电阻（R2)另一端与所述第三电 阻（R3)串联；该体温测量电路还包括第三线路（C)，所述第三线路（C) 一端连于所述第二 电阻（R2)与所述第三电阻（R3)之间，所述第三线路（C)另一端与所述信号调理电路（105) 相连。
3. 根据权利要求2所述的体温测量电路，其特征在于：所述信号调理电路（105)包括 滤波电路（1051)，所述滤波电路（1051)包括三个滤波器，三个所述滤波器输入端分别与所 述第一线路（A)、所述第二线路（B)、以及所述第三线路（C)相连，三个所述滤波器输出端与 所述模数转换器（106)相连。
4. 根据权利要求3所述的体温测量电路，其特征在于：所述信号调理电路（105)还包 括放大电路（1052)，所述放大电路（1052)包括三个放大器，三个所述放大器输入端分别与 所述第一线路（A)、所述第二线路（B)、以及所述第三线路（C)相连，三个所述放大器输出端 分别与三个所述滤波器输入端相连。
5. 根据权利要求2所述的体温测量电路，其特征在于：该体温测量电路还包括选通电 路（104)，所述信号调理电路（105)包括滤波电路（1051)，所述滤波电路（1051)包括两个 滤波器，所述第一线路（A)和所述第三线路（C)与所述选通电路（104)输入端相连，所述选 通电路（104)输出端与其中一个滤波器输入端相连，所述第二线路（B)与其中另一个滤波 器输入端相连，两个滤波器输出端与所述模数转换器（106)相连。
6. 根据权利要求2所述的体温测量电路，其特征在于：该体温测量电路还包括选通电 路（104)，所述信号调理电路（105)包括滤波电路（1051)，所述滤波电路（1051)包括一 个滤波器，所述第一线路（A)、所述第二线路（B)、所述第三线路（C)分别与所述选通电路 (104) 输入端相连，所述选通电路（104)输出端与所述滤波器输入端相连，所述滤波器输出 端与所述模数转换器（106)相连。
7. 根据权利要求6所述的体温测量电路，其特征在于：所述信号调理电路（105)还包 括放大电路（1052)，所述放大电路（1052)包括一个放大器，所述第一线路（A)、所述第二线 路⑶、所述第三线路（C)分别与所述选通电路（104)输入端相连，所述选通电路（104)输 出端与所述放大器输入端相连，所述放大器输出端与所述滤波器输入端相连，所述滤波器 输出端与所述模数转换器（106)相连。
8. 根据权利要求4所述的体温测量电路，其特征在于：所述放大器为同相比例放大器。
9. 根据权利要求3所述的体温测量电路，其特征在于：所述滤波器为RC滤波器。
10. 根据权利要求1至9任一项所述的体温测量电路，其特征在于：该体温测量电路还 包括数字信号处理模块（107)，所述数字信号处理模块（107)与所述模数转换器（106)相 连，所述数字信号处理模块（107)用于接收所述模数转换器（106)输出的数字信号，并对数 字信号进行处理得到温度值。
【文档编号】A61B5/01GK204105948SQ201420344525
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】秦钊, 刘庆良 申请人:深圳市理邦精密仪器股份有限公司