一种快速热平衡内置AD转换的体温传感器结构的制作方法

本实用新型涉及体温计领域，特别涉及一种快速热平衡内置AD转换的体温传感器结构。
背景技术：
：目前市场上的体温计一般是水银体温计，电子式体温计、红外线体温计。水银体温计一次测试周期大约需要五分钟，测试时间很长，同时水银体温计属于易碎品，而且水银为重金属对环境的污染非常严重；电子式体温计产品解决了重金属污染的问题，现有电子式体温计多采用热敏电阻的检测方法，由热敏电阻组成的温度传感器结构简单价格低廉，但其在生产过程中工艺上离散型大，检测温度的精度比较低（误差在±0.3℃），由于材质的关系，热敏电阻组成的温度传感器的性能会随时间及环境的变化，测试数据会产生漂移，因此采用热敏电阻的电子式体温计无法有效的保证温度检测的精度；红外线体温计具有无污染、检测快速等特点，但缺点是精度低、生产成本高。技术实现要素：本实用新型的目的在于克服现有技术的不足提供一种快速热平衡内置AD转换的高精度体温传感器结构方式。为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：一种内置AD转换的体温传感器；包括一金属外壳，所述金属外壳内设置有电路板，所述电路板上设置有探测芯片，所述探测芯片内设置有PN结温度传感器和AD转换模块，所述电路板与金属外壳之间填充有导热胶，所述电路板两侧平行设置有多个导热钉，所述导热钉两端与金属外壳连接。利用铜质外壳及铜质导热钉的快速导热特性，使探头尽快达到热平衡。进一步阐述方案，所述金属外壳为一端开口的圆柱状外壳；所述电路板在靠近金属外壳开口的一侧设置有两个传递探测芯片信号的引脚，所述探测芯片设置在电路板另一侧；所述探测芯片内还设置有OP放大器，所述PN结温度传感器、AD转换模块和OP放大器依次电连接。进一步阐述方案，所述金属外壳的开口端设置有密封用的后盖，所述后盖开制有供引脚穿设的通孔；所述后盖与引脚之间绝缘。其中，所述后盖为塑料材质后盖。塑料结构采用隔热设计，减小外围对探头的影响。其中，所述后盖或者为铜制后盖，所述铜制后盖的通孔内壁与引脚之间设置有绝缘环。铜质后盖设计能加快探头达到热平衡的速度。进一步阐述方案，所述金属外壳为铜制外壳，所述导热钉为铜制导热钉。导热钉结构使探头快速达到热平衡，减小测试时间。进一步阐述方案，所述金属外壳的直径为3-4mm，所述金属外壳的长度为5-6mm。进一步阐述方案，所述探测芯片为0.35*0.52mm大小的长方形芯片。进一步阐述方案，所述导热胶为导热硅胶。本实用新型有益效果在于：金属外壳与电路板之间的导热胶以及导热钉，提高了热量传递的效率，减少体温探测的时间，达到热平衡的时间比普通结构提升了38.9%；采用集成式的探测芯片，极大地提高了体温探头的导热性能，同时提高了探头的稳定性，保证较高的一致性；探测芯片内置OP放大器及AD转换模块，通过引脚输出体温数字信号，增加了信号的稳定性，同时便于体温传感器兼容到不同的温度探测的产品中。附图说明图1为本实用新型立体结构示意图。图2为本实用新型平面结构示意图。附图标号说明：1、金属外壳；2、电路板；3、探测芯片；4、导热钉；5、引脚；6、导热胶；7、后盖。具体实施方式下面结合附图1至附图2介绍本实用新型的一种具体实施方式。一种内置AD转换的体温传感器；包括一金属外壳1，金属外壳1内设置有FR4材质的电路板2，电路板2上设置有探测芯片3，探测芯片3内设置有PN结温度传感器和AD转换模块，电路板2与金属外壳1之间填充有导热胶6，该导热胶6为导热硅胶，导热硅胶使金属外壳1的热量可以快速传递到PN结温度传感器上；电路板2两侧平行设置有六个导热钉4，六个导热钉4分两排固定在金属外壳1内，导热钉4两端与金属外壳1连接。AD转换模块为AD公司出品的AD7705，将从PN结温度传感器接收到的很弱的输入信号直接转换成串行数字信号输出，采用Σ-Δ的ADC，实现16位无误码的良好性能。金属外壳1为一端开口的圆柱状外壳；电路板2在靠近金属外壳1开口的一侧设置有两个传递探测芯片3信号的引脚5，探测芯片3设置在电路板2另一侧；探测芯片3内还设置有OP放大器，OP放大器为Non-inverterAmp同相位放大电路，PN结温度传感器、AD转换模块和OP放大器依次电连接。电路板2的尺寸为3.5mm*3.5mm，电路板2上还设置有存储器，存储器和探测芯片3电连接，储存探测芯片3探测的数据特征，每个传感器因生产的微小差异导致探测芯片3探测的数据有一定的差异性，探测芯片3将数据变化差异以及标定的数据特征都储存在存储器中，使得每个生产出来的体温传感器保证探测数据的一致性。金属外壳1的开口端设置有密封用的后盖7，后盖7开制有供引脚5穿设的通孔；后盖7与引脚5之间绝缘。后盖7为铜制后盖7，铜制后盖7的通孔内壁与引脚5之间设置有绝缘环。金属外壳1为铜制外壳，导热钉4为铜制导热钉4；金属外壳1的直径为4mm，长度为6mm；探测芯片3为0.35*0.52mm大小的长方形芯片。铜制后盖7与铜制外壳之间焊接密封固定。探测芯片3利用PN结的结电压与温度的线性关系测量温度，探测芯片3内部集成了14位的AD转换模块和数字化输出电路；通过两个引脚5输出探测到的并转换后的数字化温度数据，可以方便地连接各种通用MCU的I/O。经过单点温度校准可以在27°C—47°C范围内保证±0.05°C的测量精度，温度分辨率达到0.01°C。金属外壳1一侧在对应的位置开制六个插孔，将导热钉4插入后焊接，将带有探测芯片3的电路板2放在两排导热钉4之间，灌注导热胶6，扣上后盖7并将后盖7与金属外壳1焊接固定；导热钉4可以加快金属外壳1的热量往导热胶6以及探测芯片3上传递，缩短体温检测的时间。电路板2采用双面大面积覆铜多通孔设计，一方面便于生产，另一方面能提高导热效率；按此设计本实用新型对比水银温度计在恒温水槽中达到热平衡（达到0.1℃误差范围）的时间数据对比如下（测试环境温度为25℃）：水槽温度水银温度计（欧姆龙）本实用新型探头35℃353秒216秒37.5℃412秒254秒39℃486秒294秒由以上测试数据可以看出：达到温度平衡点所需时间提高了38.9%：（353+412+486-216-254-294）/(353+412+486)=38.9%。以上所述并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡依据本实用新型技术实质，对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。当前第1页1 2 3