电子体温计原理

深圳西城微科电子有限公司

电子体温计方案详情

随着各类电子测温设备的快速发展，比如电子耳温枪，红外电子体温计等，电子温度计的可靠性得到了进一步的提高，测量也比较准确，国内的一些大型综合性医院已经开始尝试使用电子温度计来替代传统的水银温度计进行初步的体温测量，无独有偶，这些操作方便快捷，界面显示直观的电子体温计也成为了大部分家庭的首选，作为必备的“家庭卫士”之一。

电子体温计由温度传感器，液晶显示器，纽扣电池，专用集成电路及其他电子元器件组成。能快速准确地测量人体体温，与传统的水银玻璃体温计相比，具有读数方便，测量时间短，测量精度高，能记忆并有蜂鸣提示的优点，尤其是电子体温计不含水银，对人体及周围环境无害，特别适合于家庭等场合使用。

电子体温计方案简述：

工作电压：DC2.6V-3.6V

测试范围：0℃~100℃(可定制更大范围)

测试精度：±0.1℃，符合EN12470，美国ASTM E1112标准。

解析度：0.1℃/℉，0.01℃/℉。一位小数或两位小数

单位选择：可按键切换℃/℉；

校机点：0℃/100℃

工作温度：-10℃-75℃

工作电流：小于100MA

校机：两点校正：0℃和 100℃；次数≤300次（该参数IC内部 掉电记忆）

传感器类型：电子PN结或者电压变送器。IC内置放大电路，无需外接前置运放。

低压检测：一点或两点检测

按键种类：轻触、触摸、拨动

显示：LCD显示屏，有背光

蜂鸣器：有

电子体温计的设计与制作

单元电路设计与计算说明

总体方案设计

（1）根据温度范围和精度选择NTC热敏电阻，确定其型号，根据电阻特性设计采集放大电路，利用运算放大器将温度信号转换为电压信号，设计电路时，因为单片机采集电压在0～2.5V，所以输入的测量范围为35～42℃，对应输出0～2.5V。

（2）采集完成以后输入单片机ATmega16的A/D口，对模拟量进行采样，转化为数字信号，单片机对采集的信号进行处理，根据采集的信号与温度的数学关系，将电信号转化为温度值[2]。

（3）用液晶屏显示出温度值。

（4）所需的电源功率足够小，能够利用开关电源供电。电子体温计系统大多主要使用3V直流电源。总体方案系统设计框图如图1-1所示。

一．测温电路的设计

（1）NTC热敏电阻介绍

1. 热敏电阻是利用半导体的阻值随温度变化这一热性而制成的，分为NTC（负温度系数）热敏电阻、PTC(正温度系数)热敏电阻两大类。PTC热敏电阻电阻值随温度的升高而增大，NTC热敏电阻电阻值随温度的升高而降低[5]。

2. 正温度系数热敏电阻其电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温度越高，电阻值越大。

3. 负温度系数热敏电阻其电阻值随着NTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的减小，温度越高，电阻值越小。

4. NTC是Negative Temperature Coefficient的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件。通常我们提到的NTC是指负温度系数热敏电阻，简称NTC热敏电阻。

5. NTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小。

6. NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低[6]。

电子体温计购买行为调查报告国内电子体温计消费现状 欧姆龙几乎垄断中国市场

以前几十元一支的电子体温计百姓都视之为贵重物品，价格相对低廉的水银温度计倒很受大家青睐。现在人们意识到水银温度计更容易破损，可能会给人体带来伤害，而电子温度计相对更加安全，所以此类产品逐渐被人们接受。下面我们就来看看大家对于电子体温计的购买消费行为持有何种态度。

调查时间：2014年06月24日-2014年06月24日

调研方式：赚零用APP在线调研

样本设计：全国随机抽样，六个月内本人亲自购买过电子体温计的人群，投放样本：2000份；实际回收有效样本：1327份

报告要点：

1.电子体温计品牌使用率方面，欧姆龙更受市场欢迎，其次是格朗；

2.选购电子体温计时，消费者更看重产品测量体温的精准性，其次看重品牌和安全性；

3.下次购买率方面，超半数人更愿意选购欧姆龙的电子体温计

报告摘要：

一、欧姆龙电子体温计广受欢迎

近六成人使用的是欧姆龙的电子体温计，11%的人使用了格朗电子体温计。毫无疑问，日本的欧姆龙在中国的生存状况非常好。欧姆龙在国内的市场分额如此之高不仅因为进入中国市场较早，还因技术上的不断革新和执着的专业精神。而格朗、迈克大夫等世界知名电子医疗器材品牌显然被欧姆龙压制得非常厉害。

二、精准性、品牌、安全性三点更为消费者看重

选购电子体温计时，84%的人更看重产品测量体温的精准性，其次看重品牌（77%），还有69%的人看重安全性。体温计最忌讳的就是误差，所以必须要保证测量体温的精确性。而品牌被人看做第二大选购因素说明了这点已经成为了大众参考产品可靠性的重要指标。另外，安全性也是消费者们较为关注一点。

三、下次购买率方面，欧姆龙稳居榜首

下次购买率方面，53%的人更愿意选购欧姆龙的电子体温计，13%的人选择了格朗，还有一成人选择了迈克大夫。这一数据和“您使用的是什么品牌的电子温度计”的问题对比，欧姆龙的市场份额已经有5%的下滑，流失人群有一部分转向了格朗和迈克大夫，这两大品牌的市场份额可能会趋于稳定增长的态势。

毕业设计（论文）任务书

题目 基于单片机的电子体温计的设计与制作

专业 电子科学与技术 学号 姓名

主要内容：

1. 基于单片机的电子体温计的设计背景与意义；

2. 电子体温计的软硬件设计；

3. 电子体温计的仿真与实验分析，验证设计的正确性。

基本要求：

1. 使用Proteus 7 Professional软件对电子体温计进行设计与仿真；

2. 可以实现遥测功能，应用两块单片机进行通信；

3. 正确进行原理图和PCB设计，完成实物的制作与调试，使电子体温计能实现遥测功能，温度测量精度误差小于1摄氏度。

主要参考资料：

[1]. 沙占友. 智能温度传感器的发展趋势[J]. 电子技术应用，2005, 10(5): 6~7.

[2]. 马云峰. 单片机与数字温度传感器DS18B20的接口设计[J]. 计算机测量与控制，2002，5(4): 278-280.

[3]. 刘兆萍. 医用电子体温测量记录系统的研制与开发[D]: [硕士学位论文]. 山东师范大学，2004.

完 成 期 限：2014-5-25

指导教师签名：

专业负责人签名：

2014年 2 月 20 日