CN104107032A - 电子体温计及该电子体温计的校温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的电子体温计通过EPROM模块中记录的校正点温度和校正点A/D值作为基准进行温度测量，量测当前A/D值，然后通过计算，利用A/D的线性化，就可以把当前的电阻值计算出来，由此计算出温度，并显示，相较于传统的温度计，具有温度准确度高，稳定性好，生产流程简单等诸多优点。本发明的所述电子体温计的校温方法，利用A/D转换模块的特性，通过接通写入电路，将所述热敏电阻校正点的A/D值和电阻值，写入EPROM模块中，不需要温度传感器与配对电阻一一配对，物料与生产容易管控，操作方式简单，省去生产中的调校，节省人工成本，且还可以自动判断温度稳定、电子体温计是否在温度校正范围及判断是否成功校温。
Description
技术领域
本发明涉及体温计领域，特别涉及一种电子体温计及该电子体温计的校温方法。
背景技术
电子体温计利用某些物质的物理参数，如电阻、电压、电流等，与环境温度之间存在的确定关系，将体温以数字的形式显示出来。具体的，电子体温计是利用温度传感器输出电信号，直接输出数字信号或者再将电流信号(模拟信号)转换成能够被内部集成的电路识别的数字信号，然后通过显示器显示以数字形式的温度，能记录、读取被测温度的最高值。
电子体温计在使用过程中出现温度不准确的情况，则需要对该电子体温计进行温度校准操作。传统的电子体温计是利用R2F型单片机，把其中一通道热敏电阻与电容振荡，读取振荡频率值fres，并读取另一通道参考电阻与同一电容振荡，读取振荡频率值fref，通过fres＝1/(2πRresC)，fref＝1/(2πRrefC)，由此可以得出，其中Rref(参考)为固定值，fres/fref＝2πRrefC/2πRresC＝Rref/Rres；Rres＝Rref fref*/fres；所以，由两通道的频率，可以计算出当前的电阻值，进而根据电阻值获得温度值。
然而其温度的校准只有利用热敏电阻在校正点温度时，通过调整使其参考电阻等于热敏电阻在此温度中的阻值，需要要通过参考电阻串并联的方式，生产工艺较为复杂，不利于生产。
可以利用集成A/D(模数转换)转换的单片机的优势，对电子体温计的校温方式和测试方式进行改进，克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于利用集成A/D转换的单片机的优势，对电子体温计的校温方式和测试方式进行改进，省去生产中的调校，节省人工成本。
为实现上述目的，本发明提供一种电子体温计，包括温度传感器、集成A/D转换的单片机、显示屏、电源及开关；所述温度传感器包括热敏电阻，所述集成A/D转换的单片机包括EPROM(Erasable Programmable Read OnlyMemory可消除可编程只读寄存器)模块、A/D转换模块和计算模块；所述温度传感器与A/D转换模块电性连接，所述A/D转换模块包括一参考电阻，所述参考电阻与热敏电阻串联连接，所述计算模块与所述A/D转换模块电性连接，所述EPROM模块与所述计算模块电性连接；所述显示屏与所述计算模块电性连接；所述电源与所述集成A/D转换的单片机、显示屏电性连接；
所述电源用于，为集成A/D转换的单片机供电；
所述温度传感器用于，感应测试点温度，所述热敏电阻的电阻值随温度改变而改变；
所述EPROM模块用于，写入及存储热敏电阻在校正点的A/D值及电阻值；
所述A/D转换模块用于，输入在测试点所述热敏电阻和参考电阻电压值，输出A/D值；
所述计算模块用于，根据所述所述测试点的A/D值、校正点的A/D值和校正点的电阻值，运算得到所述热敏电阻测试点的电阻值，然后根据所述热敏电阻的电阻值与温度之间的关系得到温度数值；
所述显示屏用于，显示所述计算模块处理得到的温度数值。
优选的，所述计算模块包含所述热敏电阻的温度-电阻值曲线对应的温度-电阻值数据表信息。
优选的，还包括报警器，所述报警器电性连接于所述集成A/D转换的单片机。
优选的，所述集成A/D转换的单片机还包括EPROM模块写入电路，所述热敏电阻在校正点的A/D值及电阻值分别通过所述A/D转换模块和所述计算模块获取，并通过写入电路写入所述EPROM模块中。
本发明还提供一种上述电子体温计的校温方法，包括如下步骤：
步骤1，提供调温水槽，设置调温水槽温度为校正点温度；
步骤2，提供待校温的电子体温计，在调温水槽温度稳定后将待校温的电子体温计开机并放入所述调温水槽中，待所述电子体温计显示数值稳定；
步骤3，接通写入电路，将所述热敏电阻校正点的A/D值和电阻值，写入EPROM模块中，重新开机，所述电子体温计显示校正后温度值。
优选的，所述集成A/D转换的单片机设置有判定模块，用于判定所述电子体温计显示数值是否在温度校正范围内，步骤3中，还包括所述判定模块在写入前对所述电子体温计显示数值是否在温度校正范围内进行判断。
优选的，所述校正点温度为37℃，所述温度校正范围设置为36.2～37.8℃。
优选的，所述电子体温计显示数值超出温度校正范围时，终止校温。
优选的，所述写入电路设置有短路点S，短路该短路点S，即可短路整个写入电路。
优选的，还包括：步骤4，将步骤3处理后的电子体温计取出电源，用铬铁将短路点S短路。
本发明的有益效果：本发明的电子体温计通过EPROM模块中记录的校正点温度和校正点A/D值作为基准进行温度测量，量测当前A/D值，然后通过计算，利用A/D的线性化，就可以把当前的电阻值计算出来，由此计算出温度，并显示，相较于传统的温度计，具有温度准确度高，稳定性好，生产流程简单等诸多优点。所述电子体温计的校温方法，不需要温度传感器与配对电阻一一配对，物料与生产容易管控，操作方式简单，省去生产中的调校，节省人工成本，且还可以自动判断温度稳定、电子体温计是否在温度校正范围及判断是否成功校温。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明电子体温计各个模块连接关系示意图；
图2为本发明电子体温计的温度传感器与A/D转换模块电性连接的电路示意图；
图3为本发明电子体温计的校温方法的流程图；
图4为本发明电子体温计的校温方法中写入流程框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种电子体温计，包括温度传感器、集成A/D转换的单片机、显示屏、电源及开关；所述温度传感器包括热敏电阻，所述集成A/D转换的单片机包括EPROM模块、A/D转换模块和计算模块；所述温度传感器与A/D转换模块电性连接，所述A/D转换模块包括一参考电阻，所述参考电阻与热敏电阻串联连接，所述计算模块与所述A/D转换模块电性连接，所述EPROM模块与所述计算模块电性连接；所述显示屏与所述计算模块电性连接；所述电源与所述集成A/D转换的单片机、显示屏电性连接；
所述电源用于为集成A/D转换的单片机供电；
所述温度传感器用于感应测试点温度，所述热敏电阻的电阻值随温度改变而改变；
所述EPROM模块用于写入及存储热敏电阻在校正点的A/D值及电阻值；
所述A/D转换模块用于输入在测试点所述热敏电阻和参考电阻电压值，输出A/D值；
所述计算模块用于根据所述所述测试点的A/D值、校正点的A/D值和校正点的电阻值，运算得到所述热敏电阻测试点的电阻值，然后根据所述热敏电阻的电阻值与温度之间的关系得到温度数值；
所述显示屏用于显示所述计算模块处理得到的温度数值。
本发明中使用了集成A/D转换的单片机，其中的A/D转换模块能够直接将所述温度传感器发出的模拟信号转换成数字信号。
在本实施例中，所述集成A/D转换的单片机是将热敏电阻测试点电阻值作为模拟信号，将参考电阻和热敏电阻测试点电阻的分压情况作为数字信号即A/D值，实现二者的转换，所述A/D值是所述集成A/D转换的单片机设置相关通道后，直接可以量测出来。本实施例中，根据集成A/D转换的单片机自身的性质，可以得到：热敏电阻测试点电阻分压＝参考电阻分压×A/D值/65536。
所述EPROM模块包括EPROM芯片，其为一种断电后仍能保留数据的计算机储存芯片，因此使用所述EPROM模块存储所述热敏电阻在校正点的A/D值及电阻值，断电后仍然能够保存，保证了所述电子体温计测温的过程
为了方便直接从电阻值得到温度值，优选所述计算模块包含所述热敏电阻的温度-电阻值曲线对应的温度-电阻值数据表信息。
请参阅图2，其为所述温度传感器与A/D转换模块电性连接的电路图，根据该电路图为理论依据，说明本电子体温计测温的过程。
为了方便说明，将各元件使用字符表示，其中Rs表示热敏电阻，R0表示参考电阻，A表示A/D值，流过热敏电阻Rs的电流为Is，流过参考电阻R0的电流为I0，热敏电阻Rs两端的电压为Us，参考电阻R0两端的电压为U0；热敏电阻Rs测试点的阻值为Rst，A/D值为At；热敏电阻Rs校正点的阻值为Rsm，A/D值为Am。
根据电路知识，可以得到：
U0＝Va-0＝Va；Us＝Vacm-Va；Is＝(Vacm-Va)/Rs；I0＝Va/R0；
故而，Is＝I0＝(Vacm-Va)/Rs＝Va/R0；又由于Us＝A×U0/65536；
所以，Rs＝A×R0/65536；Rs/A＝R0/65536；
由于参考电阻R0的阻值是固定的，所以A与Rs的值呈线性关系。
又由于热敏电阻Rs校正点的阻值Rsm和A/D值Am是存储在EPROM模块的已知量，若我们测得热敏电阻Rs在测试点的A/D值At，则热敏电阻Rs测试点的阻值为Rst与At、Rsm、Am之间满足如下等式：
Rst/At＝R0/65536＝Rsm/Am；
进而：Rst＝At×Rsm/Am。
测温时，所述A/D转换模块直接读取所述热敏电阻Rs测试点的A/D值At；所述计算模块只要按照Rst＝At×Rsm/Am；进行计算，便能够将热敏电阻Rs在测试点的A/D值At换算为热敏电阻Rs测试点的阻值Rst，进而根据热敏电阻Rs的电阻值与温度之间的关系，就能得到对应的温度值，完成整个测温过程。
为了能够及时发现异常情况，还可以设置报警器，所述报警器电性连接于所述集成A/D转换的单片机，优选的所述报警器包括一蜂鸣器。
本发明的电子体温计的校温就是将所述热敏电阻Rs在校正点的电阻Rsm和A/D值Am写入EPROM模块的过程。
故而为了校温需要，所述集成A/D转换的单片机还包括EPROM模块写入电路，所述Rsm和Am通过所述计算模块和所述A/D转换模块获取，并通过写入电路写入所述EPROM模块中；为避免不必要的写入操作，为写入电路设置短路点S，有需要的时候短路该短路点，即可短路整个写入电路，从而避免不必要的写入。
请参阅图3，上述电子体温计的校温方法，包括如下步骤：
步骤1，提供调温水槽，设置调温水槽温度为校正点温度。
由于所述电子体温计用于测量人体温度，成人的正常体温在36～37℃，故而校正点温度优选为36℃或37℃，在本实施例中选取所述校正点温度为37℃。
步骤2，提供待进行校温的电子体温计，待调温水槽温度稳定后将待进行校温的电子体温计开机并放入所述调温水槽中，待所述电子体温计显示数值稳定。
步骤3，接通写入电路，将所述热敏电阻校正点的A/D值和电阻值，写入EPROM模块中，重新开机，所述电子体温计显示校正后温度值。
其中，所述热敏电阻Rs校正点的A/D值由A/D转换模块读取，所述热敏电阻Rs校正点的电阻值由所述计算模块根据所述温度-电阻值数据表信息获取，重新开机，所述电子体温计显示校正后温度值，若校正成功则显示温度值为37℃。
此步骤中，还可以包括写入前对所述电子体温计显示数值进行判断。由于可能会有个别硬件错误，致使所述电子体温计显示数值超出温度校正范围，故而有必要通过集成A/D转换的单片机的程式设置，判断所述电子体温计是否在校正范围。在本实施例中，所述校正点温度为37℃，故而所述温度校正范围设置为36.2～37.8℃。当温度超过温度校正范围时，自动停止校温，所述报警器可以对应进行报警，若校温后电子体温计显示的温度与校正点真实温度值不一致，所述报警器也可以对应进行报警。
为了更好的说明，本实施例给出一优选写入流程，如图4所示，此时开关根据按压时间长短，分别用于开启写入电路或开关机，显示屏用于显示操作进程及判断信息，其中当进行报警时，显示屏同时显示Err。
然，写入流程还可以根据别的要求，例如不同的校正点温度或不同的温度校正范围等进行调整，实际使用时不局限于图4所示流程。
为了避免不必要的写入操作，我们引入短路点S，此时该校温方法还可以包括，步骤4，将步骤3处理后的电子体温计取出电源，用铬铁将短路点S短路。
短路了短路点S之后，所述电子体温计的写入电路不能再次写入，进而避免测温时进入校温模式。
综上所述，本发明的电子体温计通过EPROM模块中记录的校正点温度和校正点A/D值作为基准进行温度测量，量测当前A/D值，然后通过计算，利用A/D的线性化，就可以把当前的电阻值计算出来，由此计算出温度，并显示，相较于传统的温度计，具有温度准确度高，稳定性好，生产流程简单等诸多优点。所述电子体温计的校温方法，不需要温度传感器与配对电阻一一配对，物料与生产容易管控，操作方式简单，省去生产中的调校，节省人工成本，且还可以自动判断温度稳定、电子体温计是否在温度校正范围及判断是否成功校温。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种电子体温计，其特征在于，包括温度传感器、集成A/D转换的单片机、显示屏、电源及开关；所述温度传感器包括热敏电阻，所述集成A/D转换的单片机包括EPROM模块、A/D转换模块和计算模块；所述温度传感器与A/D转换模块电性连接，所述A/D转换模块包括一参考电阻，所述参考电阻与热敏电阻串联连接，所述计算模块与所述A/D转换模块电性连接，所述EPROM模块与所述计算模块电性连接；所述显示屏与所述计算模块电性连接；所述电源与所述集成A/D转换的单片机、显示屏电性连接；
所述电源用于，为集成A/D转换的单片机供电；
所述温度传感器用于，感应测试点温度，所述热敏电阻的电阻值随温度改变而改变；
所述EPROM模块用于，写入及存储热敏电阻在校正点的A/D值及电阻值；
所述A/D转换模块用于，输入在测试点所述热敏电阻和参考电阻电压值，输出A/D值；
所述计算模块用于，根据所述所述测试点的A/D值、校正点的A/D值和校正点的电阻值，运算得到所述热敏电阻测试点的电阻值，然后根据所述热敏电阻的电阻值与温度之间的关系得到温度数值；
所述显示屏用于，显示所述计算模块处理得到的温度数值。
2.如权利要求1所述的电子体温计，其特征在于，所述计算模块包含所述热敏电阻的温度-电阻值曲线对应的温度-电阻值数据表信息。
3.如权利要求1所述的电子体温计，其特征在于，还包括报警器，所述报警器电性连接于所述集成A/D转换的单片机。
4.如权利要求2所述的电子体温计，其特征在于，所述集成A/D转换的单片机还包括EPROM模块写入电路，所述热敏电阻在校正点的A/D值及电阻值分别通过所述A/D转换模块和所述计算模块获取，并通过写入电路写入所述EPROM模块中。
5.一种如权利要求4所述的电子体温计的校温方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，提供调温水槽，设置调温水槽温度为校正点温度；
步骤2，提供待校温的电子体温计，在调温水槽温度稳定后将待校温的电子体温计开机并放入所述调温水槽中，待所述电子体温计显示数值稳定；
步骤3，接通写入电路，将所述热敏电阻校正点的A/D值和电阻值，写入EPROM模块中，重新开机，所述电子体温计显示校正后温度值。
6.如权利要求5所述的电子体温计的校温方法，其特征在于，所述集成A/D转换的单片机设置有判定模块，用于判定所述电子体温计显示数值是否在温度校正范围内，步骤3中，还包括所述判定模块在写入前对所述电子体温计显示数值是否在温度校正范围内进行判断。
7.如权利要求6所述的电子体温计的校温方法，其特征在于，所述校正点温度为37℃，所述温度校正范围设置为36.2～37.8℃。
8.如权利要求6所述的电子体温计的校温方法，其特征在于，所述电子体温计显示数值超出温度校正范围时，终止校温。
9.如权利要求5所述的电子体温计的校温方法，其特征在于，所述写入电路设置有短路点S，短路该短路点S，则短路整个写入电路。
10.如权利要求9所述的电子体温计的校温方法，其特征在于，还包括：步骤4，将步骤3处理后的电子体温计取出电源，用铬铁将短路点S短路。
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