CN219589824U - 测温电路及额温枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了测温电路及额温枪，测温电路包括同向比例放大器U2A、电压跟随器U2B、分压电阻R3‑4以及退耦模块；通过采用前放+运算放大电路，前放提供了隔离缓冲，且提供了一个精度非常高的基准电压源，保证在测温范围内的电压输出满足AD采样的要求，不仅测温精度高，而且成本较低，具有非常好的实用性。

Description

测温电路及额温枪

技术领域

本实用新型涉及测温电路及额温枪。

背景技术

任何物体只要在绝对零度以上时，都会以一定的波长向外辐射能量，只是在低温段的辐射能量很弱。常温下，自然界的所有物体都是红外辐射的发射源，只是红外辐射的波长不同，非接触式测温传感器就是利用物体的辐射能量随温度而变化的原理制成的。

红外热电堆传感器将吸收的红外辐射转化为热能，并把温度变化转化成电子信号，放大显示出来。热电堆作为一种非接触红外测温传感器，不需要直接接触被测物体就可以快速测得物体表面温度，可以测量高温的、危险的或移动的物体，且不会污染或损坏被测物体，在额温枪、耳温枪、智能家电、灯具开关、食品温度检测等领域中获得了广泛的应用。

额温枪在测温的时候需要提供电压基准源来作为红外热电堆传感器的参考，因为红外热电堆传感器测量25℃以下的温度会输出负电压，运算放大器为单端供电GN D-VCC，如果不引入基准电压源VEE，25℃以下的负电压输出会失真，但现有额温枪上的基准源一般是通过单片机提供的基准电压源VEE，不能很好满足额温枪物温模式的测温范围(0-100℃)，也有一些额温枪上的基准源是通过电源直接分压得到的基准电压源VEE，但这样得到的基准电压源VEE会随着电池电压的下降而下降，影响采样的精度；上述的基准电压源VEE存在输出的电压不稳定，或者成本较高、采样精度小等缺点，因此，急需一种测温电路及额温枪来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种测温电路及额温枪。

本实用新型的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：测温电路，包括同向比例放大器U2A、电压跟随器U2B、分压电阻R3-4以及退耦模块，分压电阻R4的一端接入电源VC2，分压电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端以及电压跟随器U2B的正相输入端连接，电阻R3的另一端接地，电压跟随器U2B的负相输入端分别与电压跟随器U2B的输出端以及退耦模块的一端连接，退耦模块的另一端输出基准电压VEE并连接于同向比例放大器U2A的反相输入端，红外热电堆传感器的第一输出端与同向比例放大器U2A的正相输入端连接，红外热电堆传感器的第二输出端连接于同向比例放大器U2A的反相输入端，同向比例放大器U2A的电源端接入电源VC2，同向比例放大器U2A的输出端可连接于主控模块。

进一步地，退耦模块包括并联的电容C4、C8以及E7，并联后的一端分别与同向比例放大器U2A的输出端以及主控模块连接，并联后的另一端接地。

额温枪包括电源模块以及与电源模块连接的主控模块、显示模块以及权利要求1-2任一项的测温电路，显示模块用于显示体温。

进一步地，电源模块包括电池BAT、电感L1、电容E2、升压控制芯片U3以及电容E3，电感L1的一端分别与电池BAT以及电容E2的一端连接，电感L1的另一端与升压控制芯片U3连接，电容E2的另一端接地，升压控制芯片U3的输出端分别与电容E3的一端以及后级电路连接，电容E3的另一端接地。

进一步地，额温枪还包括电阻R13、电容C12以及热敏电阻NTC，电阻R13的一端与电源模块连接，电阻R13的另一端分别与热敏电阻NTC、主控模块以及电容C12的一端连接，电容C12的另一端接地，热敏电阻NTC用于测量环境温度。

进一步地，额温枪还包括与电源模块和主控模块连接的背光模块，用于在检测到温度到达不同的阈值时显示不同的背光颜色。

进一步地，额温枪还包括分别与电源模块和主控模块连接的蜂鸣器模块。

进一步地，蜂鸣器模块包括电阻R8、电阻R11、三极管Q1、二极管D1以及蜂鸣器SPK，电阻R8连接于主控模块与三极管Q1的基极之间，三极管Q1的发射极经电阻R11接地，三极管Q1的集电极分别与蜂鸣器SPK的一端以及二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极分别与蜂鸣器SPK的另一端以及电源模块连接。

进一步地，额温枪还包括分别与电源模块和主控模块连接的低功耗控制模块，可在主控模块进入低功耗模式时切断电源模块。

进一步地，低功耗控制模块包括PMOS管Q2、电阻R12、电容C6、电容C1以及电容E1，PMOS管Q2的漏极与电源模块连接，PMOS管Q2的栅极经电阻R12与主控模块连接，PMOS管Q2的源极分别与电容C6的一端、电容C1的一端、电容E1的一端以及主控模块连接，电容C6的另一端、电容C1的另一端以及电容E1的另一端接地。

本实用新型的有益效果：测温电路及额温枪，测温电路包括同向比例放大器U2A、电压跟随器U2B、分压电阻R3-4以及退耦模块，分压电阻R4的一端接入电源VC2，分压电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端以及电压跟随器U2B的正相输入端连接，电阻R3的另一端接地，电压跟随器U2B的负相输入端分别与电压跟随器U2B的输出端以及退耦模块的一端连接，退耦模块的另一端输出基准电压VEE并连接于同向比例放大器U2A的反相输入端，红外热电堆传感器的第一输出端与同向比例放大器U2A的正相输入端连接，红外热电堆传感器的第二输出端连接于同向比例放大器U2A的反相输入端，同向比例放大器U2A的电源端接入电源VC2，同向比例放大器U2A的输出端可连接于主控模块；通过采用前放+运算放大电路，前放提供了隔离缓冲，且提供了一个精度非常高的基准电压源，保证在测温范围内的电压输出满足AD采样的要求，不仅测温精度高，而且成本较低，具有非常好的实用性。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为额温枪的原理框图；

图2为主控模块的电路图；

图3为测温电路的电路图；

图4为电源模块的电路图；

图5为额温枪的第一部分电路图；

图6为蜂鸣器模块的电路图；

图7为背光模块的电路图；

图8为显示模块的电路图；

图9为烧录模块的电路图；

图10为测量按键模块的电路图；

图11为功能按键模块的电路图；

图12为低功耗控制模块的电路图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图12，测温电路，包括同向比例放大器U2A、电压跟随器U2B、分压电阻R3-4以及退耦模块10，分压电阻R4的一端接入电源VC2，分压电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端以及电压跟随器U2B的正相输入端连接，电阻R3的另一端接地，电压跟随器U2B的负相输入端分别与电压跟随器U2B的输出端以及退耦模块10的一端连接，退耦模块10的另一端输出基准电压VEE并连接于同向比例放大器U2A的反相输入端，红外热电堆传感器的第一输出端与同向比例放大器U2A的正相输入端连接，红外热电堆传感器的第二输出端连接于同向比例放大器U2A的反相输入端，同向比例放大器U2A的电源端接入电源VC2，同向比例放大器U2A的输出端可连接于主控模块30。

在本实用新型中，分压电阻R4的电源VC2由额温枪的电源模块20提供，具体的，是由电池BAT提供，电池BAT可以采用充电电池或者普通电池，电源VC2经分压电阻R3和R4将的分压后得到一个相对稳定的电压1/3VC2，通过电压跟随器U2B以及退耦模块10的退耦后得到一个基准电压VEE，因为电压跟随器U2B的存在，电压基准源VEE与电源模块10之间起到很好的隔离作用；因此电压基准源VEE的电压会很稳定；作为高精度同向比例放大器U2A的电压基准源输入，提高采样精度与采样电压的范围；而红外热电堆传感器输出的电压通过同向比例放大器电路的放大后，输出一个合适的采样电压到主控模块30的AD采样端进行采样，可以获得比较精准的采样电压，减少电源电压波动带来的影响；本实用新型的优点在于：通过采用前放+运算放大电路，前放提供了隔离缓冲，且提供了一个精度非常高的基准电压源，保证在测温范围内的电压输出满足AD采样的要求，不仅测温精度高，而且成本较低，具有非常好的实用性。

退耦模块10包括并联的电容C4、C8以及E7，并联后的一端分别与同向比例放大器U2A的输出端以及主控模块30连接，并联后的另一端接地。

额温枪包括电源模块20以及与电源模块20连接的主控模块30、显示模块40以及权利要求1-2任一项的测温电路，显示模块40用于显示体温；主控模块30主要包括单片机U1。

电源模块20包括电池BAT、电感L1、电容E2、升压控制芯片U3以及电容E3，电感L1的一端分别与电池BAT以及电容E2的一端连接，电感L1的另一端与升压控制芯片U3连接，电容E2的另一端接地，升压控制芯片U3的输出端分别与电容E3的一端以及后级电路连接，电容E3的另一端接地；通过升压控制芯片U3来将电池BAT的电压稳定升压至3.3V来为后级电路供电，包括单片机U1、AD采样的参考电压、LCD液晶屏幕的显示电压等。

额温枪还包括电阻R13、电容C12以及热敏电阻NTC，电阻R13的一端与电源模块20连接，电阻R13的另一端分别与热敏电阻NTC、主控模块30以及电容C12的一端连接，电容C12的另一端接地，热敏电阻NTC用于测量环境温度；测温探头上的热敏电阻NTC通过100K的定值电阻分压后，输入至单片机U1的AD采样端得到热敏电阻NTC的阻值，进而得到环境温度。

额温枪还包括与电源模块20和主控模块30连接的背光模块50，用于在检测到温度到达不同的阈值时显示不同的背光颜色；背光模块用于显示背光，不同温度报警下的状态，其背光也会不同，正常状态为绿光，高温异常状态为红光，低烧为黄光，黄光采用红+绿的形式来展现。

额温枪还包括分别与电源模块20和主控模块30连接的蜂鸣器模块60；测量的时候，每测量一次发出“滴”一声，报警时则发出“滴滴滴滴滴”的连续报警。

蜂鸣器模块60包括电阻R8、电阻R11、三极管Q1、二极管D1以及蜂鸣器SPK，电阻R8连接于主控模块30与三极管Q1的基极之间，三极管Q1的发射极经电阻R11接地，三极管Q1的集电极分别与蜂鸣器SPK的一端以及二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极分别与蜂鸣器SPK的另一端以及电源模块20连接。

额温枪还包括分别与电源模块20和主控模块30连接的低功耗控制模块70，可在主控模块30进入低功耗模式时切断电源模块20；系统进入低功耗模式后断开外围供电的开关，退出低功耗模式后接入供电。

低功耗控制模块70包括PMOS管Q2、电阻R12、电容C6、电容C1以及电容E1，PMOS管Q2的漏极与电源模块20连接，PMOS管Q2的栅极经电阻R12与主控模块30连接，PMOS管Q2的源极分别与电容C6的一端、电容C1的一端、电容E1的一端以及主控模块30连接，电容C6的另一端、电容C1的另一端以及电容E1的另一端接地。

还设置有分别与电源模块20和主控模块30连接的烧录接口，该烧录接口也可作为RS232通讯接口。

还外接有按键模块，用于对额温枪的模式进行调节。

当然，本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形和替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.测温电路，其特征在于，包括同向比例放大器U2A、电压跟随器U2B、分压电阻R3-4以及退耦模块(10)，分压电阻R4的一端接入电源VC2，分压电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端以及电压跟随器U2B的正相输入端连接，电阻R3的另一端接地，电压跟随器U2B的负相输入端分别与电压跟随器U2B的输出端以及所述退耦模块(10)的一端连接，所述退耦模块(10)的另一端输出基准电压VEE并连接于同向比例放大器U2A的反相输入端，红外热电堆传感器的第一输出端与同向比例放大器U2A的正相输入端连接，红外热电堆传感器的第二输出端连接于同向比例放大器U2A的反相输入端，同向比例放大器U2A的电源端接入电源VC2，同向比例放大器U2A的输出端可连接于主控模块(30)。

2.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于：所述退耦模块(10)包括并联的电容C4、C8以及E7，并联后的一端分别与同向比例放大器U2A的输出端以及主控模块(30)连接，并联后的另一端接地。

3.额温枪，其特征在于：包括电源模块(20)以及与所述电源模块(20)连接的主控模块(30)、显示模块(40)以及权利要求1-2任一项所述的测温电路，所述显示模块(40)用于显示体温。

4.根据权利要求3所述的额温枪，其特征在于：所述电源模块(20)包括电池BAT、电感L1、电容E2、升压控制芯片U3以及电容E3，电感L1的一端分别与电池BAT以及电容E2的一端连接，电感L1的另一端与升压控制芯片U3连接，电容E2的另一端接地，升压控制芯片U3的输出端分别与电容E3的一端以及后级电路连接，电容E3的另一端接地。

5.根据权利要求3所述的额温枪，其特征在于：还包括电阻R13、电容C12以及热敏电阻NTC，电阻R13的一端与所述电源模块(20)连接，电阻R13的另一端分别与热敏电阻NTC、主控模块(30)以及电容C12的一端连接，电容C12的另一端接地，所述热敏电阻NTC用于测量环境温度。

6.根据权利要求3所述的额温枪，其特征在于：还包括与所述电源模块(20)和主控模块(30)连接的背光模块(50)，用于在检测到温度到达不同的阈值时显示不同的背光颜色。

7.根据权利要求3所述的额温枪，其特征在于：还包括分别与所述电源模块(20)和主控模块(30)连接的蜂鸣器模块(60)。

8.根据权利要求7所述的额温枪，其特征在于：所述蜂鸣器模块(60)包括电阻R8、电阻R11、三极管Q1、二极管D1以及蜂鸣器SPK，电阻R8连接于所述主控模块(30)与三极管Q1的基极之间，三极管Q1的发射极经电阻R11接地，三极管Q1的集电极分别与蜂鸣器SPK的一端以及二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极分别与蜂鸣器SPK的另一端以及所述电源模块(20)连接。

9.根据权利要求3所述的额温枪，其特征在于：还包括分别与所述电源模块(20)和主控模块(30)连接的低功耗控制模块(70)，可在所述主控模块(30)进入低功耗模式时切断所述电源模块(20)。

10.根据权利要求9所述的额温枪，其特征在于：所述低功耗控制模块(70)包括PMOS管Q2、电阻R12、电容C6、电容C1以及电容E1，PMOS管Q2的漏极与所述电源模块(20)连接，PMOS管Q2的栅极经电阻R12与所述主控模块(30)连接，PMOS管Q2的源极分别与电容C6的一端、电容C1的一端、电容E1的一端以及所述主控模块(30)连接，电容C6的另一端、电容C1的另一端以及电容E1的另一端接地。