FR2519757A1 - Thermometre medical electronique - Google Patents

Abstract

LE THERMOMETRE MEDICAL ELECTRONIQUE SELON L'INVENTION COMPORTE UN DISPOSITIF 100, 101 DE DETECTION DE TEMPERATURE, COMPRENANT UNE THERMISTANCE PRODUISANT UN SIGNAL DE SORTIE QUI N'EST PAS LINEAIRE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE, UNE MEMOIRE DE DONNEES DE CORRECTION 109 ADRESSEE PAR LE SIGNAL DE SORTIE DU DISPOSITIF DE DETECTION DE TEMPERATURE ET UN DISPOSITIF ARITHMETIQUE 111, 113 QUI EFFECTUE UNE OPERATION ARITHMETIQUE DE MANIERE A OBTENIR UNE SORTIE A PEU PRES LINEAIRE DANS UNE PLAGE DONNEE DE TEMPERATURE.

Description

Thermomètre médical électronique La présente invention concerne un

thermomètre médical électronique Plus particulièrement, l'invention concerne un thermomètre médical électronique comportant une unité de détection utilisant un élément de détection de température de caractéristique non linéaire, et dans

lequel l'amplitude du signal de sortie de l'unité de dé-

tection peut être corrigée à une valeur de sortie à peu

près linéaire dans une plage prédéterminée de température.

Les capteurs de température actuellement dispo-

nibles pour l'utilisation pratique ont presque tous des

caractéristiques de sortie en température non linéaires.

Avec des éléments de détection de température de ce genre,

il est de pratique courante d'obtenir une sortie linéari-

sée en mettant en oeuvre les techniques de circuits uti-

lisant des circuits en pont ou similaires Mais récem-

ment, des dispositifs ont été proposés dans lesquels la correction en une sortie linéaire se fait par la mise en

oeuvre de techniques à base de logiciel.

Dans un exemple propose, l'écart de la valeur de sortie non linéaire d'une thermistance par rapport à une valeur de sortie linéaire dans une plage prédéterminée de température est corrigé en utilisant un dispositif

de correction dans lequel des éléments de données de sor-

tie linéaire correspondant à chaque élément de données de sortie non linéaire de la thermistance sont mémorisés

d'avance sous la forme d'une table dans une mémoire perma-

nente Pour la mesure réelle de température, des données de sortie non linéaires provenant de la thermistance sont appliquées au dispositif de correction sous forme d'un signal d'entrée en réponse auquel la mémoire permanente

délivre des données de sortie linéaires correctes corres-

pondantes Mais le défaut de ce dispositif est la nécessi-

té de mémoire susceptible de mémoriser une table de grande dimension. Dans un autre exemple proposé d'un thermomètre médica L électronique, des éléments de données indiquant

la caractéristique non linéaire sont obtenues au préa-

lable et un programme arithmétique destiné à déterminer des valeurs de sortie linéaires à partir des valeurs de sortie non linéaires par des calculs basés sur ces deux données, est chargé dans un microcalculateur Il est

donc nécessaire pour obtenir les valeurs de sortie liné-

aires que le microcalculateur effectue un traitement lent et complexe Autrement dit, ltutilisateur doit attendre que le processeur termine ses opérations de

traitement avant de connattre les résultats de la mesure.

L,' invention a donc été proposéeen raison des inconvénients que présentent les thermomètres médicaux électroniques courants utilisant unélémentde détection de température ou un circuit de détection de température possédant des caractéristiques non linéaires de sortie en température, et dans lesquels une sortie linéaire est

obtenue par logiciel.

Un objet de L'invention est donc de proposer un thermomètre médical électronique qui ne nécessite pas une mémoire de grande capacité pour mémoriser une grande table de données correspondante Un autre objet de l'invention est de proposer

un thermomètre médical électronique dans lequel des ré-

sultats corrigés sont obtenus après un très court temp s

de traitement.

Ces résultats ainsi que d'autres sont obtenus,

selon l'invention, grâce à un thermomètre médical élec-

tronique comportant une unité de détection de température

qui produit un signal de sortie correspondant à une tem-

pérature détectée, une unité de mémorisation de données de correction dans laquelle plusieurs éléments de données de correction sont mémorisés, l'unité de mémorisation étant adressée par un signal d'entrée qui est le signal

de sortie de l'unité de détection de température, de ma-

nière que des données de correction correspondant à l'en-

trée cladresse soient lues dans l'unité de mémorisation,

et une unité arithmétique destinée à effectuer une opéra-

tion arithmétique sur les données de correction lues dans l'unité de mémorisation de données de correction et sur le sipnal de sortie de l'unité de détection de

température, afin que le signal de sortie soit appro-

ximativement linéaire dans une plage de température prédéterminée, L'unité arithmétique comporte un addi-

tionneur qui additionne le signal de sortie de l'uni-

té de détection et les données de correction.

Le signal de sortie produit par l'unité de détection est une valeur numérique dont la résolution

ou la précision est supérieure à la résolution de tem-

pérature nécessaire Pour corriger cette va Leur numéri-

que avec une précision prédéterminée, des bits d'ordres

supérieurs de la valeur numérique que représente une re-

solution correspondant à une précision prédéterminée servent d'adresse pour lire des données de correction

dans l'unité de mémorisation.

L'unité de détection de températurecomporte une

thermistance pour détecter la température, un circuit os-

cillateur à résistance -capacité connecté à la thermis-

tance et un compteur qui convertit la fréquence d'os-

cillation du circuitoscillateur en une valeur numérique

indiquant le nombre des impulsions par unité de temps.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention apparaitront au cours de la description qui va

suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux essins annexés sur lesquels La Figure 1 représente graphiquement la relation entre les valeurs de sortie nnn linéaires, indiquant la température mesurée par une thermistance et des valeurs de sortie linéaires, a fipure 2 représente praphiquenent des facteurs de correction pour une sortie de température Linéaire. la Figure 3 est un schéma simplifié d'un mode de réalisation d'un thermomètre médical électronique selon l'invention, la Figure 4 représente graphiquement des valeurs de sortie linéaires et des valeurs de sortie non linéaires en utilisant une thermistance, les valeurs comptées étant

251975 ?

portées sur l' axe vertical et La température sur l'axe horizontal, la Figure 5 est un schéma simplifié d'un

circuit destiné à une application concrète de l'inven-

tion à un thermomètre médical électronique, la Figure 6 est un diagramme du temps destiné à décrire Le fonctionnement du circuit de la Figure 5, la Figure 7 est un schéma simplifié montrant des détails de l'unité de commande faisant partie du dispositif de la Figure 5, et les Figures Ra et Rb forment un organigramme

destiné à décrire le traitement exécuté par un micro-

calculateur en vue de la mesure de température.

Il y a lieu maintenant de se référer à la représentation graphique de la figure 1 qui montre des caractéristiques de sortie Linéaires et non linéaires pour décrire la relation entre une température détectée

par une thermistance et-une température affichée obte-

nue par application d'une conversion fonctionnelle liné-

aire à un signal de sortie correspondant à la tempéra-

ture détectée.

Si la caractéristique de sortie d'une ther-

mistance était linéaire, la caractéristique serait défi-

nie par une ligne droite de pente constante, comme l'in-

dique la référence 1 sur la figure 1 Mais étant donné q.u'une thermistance possède en fait une caractéristique

de sortie non linéaire, la caractéristique est celle in-

diquée par la référence 2 entre les températures de 320 C et 420 C Ainsi, la température réellement détectée A

apparait comme une température At en raison de la carac-

téristique de sortie non linéaire, La différence entre

La température réellement détectée et le si Fnat de sor-

tie de la thermistance, indiqué par la référence 3, se

présente comme une différence de température affichée.

Autrement dit, quand la température est affichée sur un dispositif d'affichage, la différence indiquée en 3 sur la figure 1 correspond à un facteur de correction qui doit être appliqué lorsque des valeurs de sortie

linéairessont nécessaires.

Si L'on porte la différence précitée de valeur de sortie comme un facteur de correction sur l'axe vertical et la température détectée sur l'axe horizontal, il en résulte la courbe représentée sur

la Fig 2 Dans des applications pratiques, un ther-

momètre médical électronique doit avoir une résolution ou une précision qui n'est pas inférieure à 0,010 C entre les températures de 320 C et 420 C Cela veut dire qu'environ dix bits nont nécessaires pour exprimer la température par un nombre binaire Ainsi, une solution commode consiste à convertir la sortie non linéaire d'une thermistance en une valeur numérique à dix bits et à corriger ensuite cette sortie numérisée en une

valeur correspondant à une sortie linéaire.

Le principe fondamental de l'invention sera

maintenant décrit.

Sur la figure 2, la tangente à la courbe de

correction 4 entre 320 C et 420 C a une pente maximale ex-

primée par b/a, avec une valeur qui n'est pas supérieure

à environ 0,1, cette valeur différant légèrement en fonc-

tion ducircuit Il sera supposé qu'une correction doit tre appliquée pour obtenir une précision meilleure que 0,01 C Etant donné que sur la figure 2,tb doit avoir

une précision meilleure que 0,01 C, on utilise l'expres-

sion A a=(a/b) dérivéede b/a-= b/ a Ainsi, étant donné que b/a = 0,1 comme mentionné ci-dessus, on trouve ia ( 1 /0, 1) x 0,01, ce qui donne t a = 0,1 o C Autrement dit, si une correction est appliquée à des intervalles

de O,10 C, la précision est maintenue meilleure que 0,01 C.

A partir de ce raisonnement, la relation b/a

-0,1 1/23 est obtenue, même si les bits des trois or-

dres inférieurs des données non corrigées à dix bits sont négligés Par conséquent, une correction entièrement

satisfaisante peut être appliquée pour obtenir une préci-

sion meilleure que O,01 C en utilisant les sept bits

d'ordre supérieur qui restent.

Le schéma simplifié de La figure 3 montre

la disposition de base dunthermomètre médical électro-

nique selon l'invention, basé sur le principe ci-des-

S Us. La disposition de la figure 3 comprend un

circuit multivibrateur astable 101 comportant un con-

densateur C et deux inverseurs INV La fréquence d'os-

cillation du circuit multivibrateur 101, qui est con-

necté à une thermistance 100 servant d'élément de

détection de température, dépend de la valeur de ré-

sistance de la thermistance, variable avec la tempéra-

ture La sortie d'un osoillateur de référenee 102 qui oscille à une fréquence constante, est connectée à un circuit de commande 103 destiné à compter le nombre des impulsions dans le signal oscillatoirede sortie pour

produire une impulsion de commande d'une durée T pré-

I détertinée Mais avant de commencer une opération de

comptage, le circuit de commande 103 délivre une impul-

sion de mise au repos de compteur sur la ligne de sor-

tie 104 afin de ramener au repos le compteur 106 Une porte ET 105 qui reçoit le train d'impulsions de sortie du circuit multivibrateur 101 délivre ses impulsions au compteur 106 pendant une période qui correspond à la durée de l'impulsion de commande arrivant à l'autre

entrée de la porte ET, et provenant du circuit de com-

mande 103 Le compteur 106 produit des données de sor-

tie binaire 107 qui correspondent au nombre d'impulsions

oscillatoires provenant du circuit multiviorateur asta-

ble 101 pendant la durée T Les données de sortie bi-

I

naires 107 sont appliquées à une entrée d'un addition-

neur 11 l A partir des données de sortie binaires 107,

un signal 10 constitué par les sept bits d'ordre supé-

rieur est appliqué comme signal d'adresse à une mémoire

permanente de correction 109 dans laquelle sont mémo-

risées des données de correction En réponse à l'adresse à sept bits, la mémoire permanente délivre une sortie

de correction 110 spécifiée par l'adresse.

fladditioneur 111 traite alors (c'est-à-dire qu'il ad-

ditionne dans ce mode de réalisation) les données de sortie binaires 107 provenant du compteur 106 et la sortie de correction 110 de la mémoire permanente 109, en calculant ainsi une sortie corrigée 112 qui est appliquée à un circuit arithmétique 113 Ce dernier

effectue une opération arithmétique (basée sur une fonc-

tion linéaire dans ce mode de réalisation) pour obtenir

une valeur de température à partir de la sortie corri-

gée 112 Le résultat de cètte opération est appliqué à

un circuit d'affichage 114 qui affiche la température.

Le nombre des bits nécessairespour mémoriser les données de correction dans la mémoire permanente de correction 109 doit être suffisant pour représenter le facteur de correction indiqué par la référence 3 sur la figure 1 Si l'on représente l'amplitude du facteur de correction 3 avec une précision de 0,010 C et si l'on

suppose unfacteur maximal de correction de 0,50 C, cin-

quante facteurs de correction sont nécessaires (obtenus à partir de la relation o,50 C/0,010 C = 50) Ainsi, chaque élément de données de correction peut tre spécifié si six bits sont disponibles En pratique réelle, il faut

s'attendre à des variations car il n'y a pas deux ther-

mistances semblables Par conséquent, la précision peut 23 être encore augmentée en déterminant la différence des valeurs de sortie linéaires d'une thermistance à l'autre et en utilisant une mémoire permanente programmable comme mémoire permanente 109 pour mémoriser la différence

de sortie linéaire comme valeur de correction.

La Figure 4 est un graphe montrant des valeurs

de sortie linéaires et non linéaires entre les tempéra-

tures de 320 C et 420 C en utilisant le circuit du type représenté sur la figure 3 Le long de l'axe vertical sont portées les valeurs comptées pour une constante B de 4000 K Les valeurs comptées sont similaires à la sortie du circuit multivibrateur astable LOI représenté sur la figure 3 Mais comme cela apparattra par la R suite en regaru de la figure 5, une sortie désignée par 209 consiste en douze bits pour obtenir un signal

de sortie indiquant la valeur compt 6 e La mémoire per-

manente 109 est uti Lisée pour corriger la non linéarité de la thermistance 100 et du circuit multivibrateur astable lo Dans l'exemple, illustré sur la figure 4, la partie nécessitant une correction de non linéairité est indiquée par les hachures Ainsi, en mémorisant

seulement la partie hachurée comme données de correc-

tion dans la mémoire permanente 109, une réduction de

la capacité requise de cette mémoire peut tre obtenue.

Avec 4000 K comme constante B, les résul-

tats du calcul effectué à des intervalles de 0,10 C entre 32 C et 400 C sont donnés par le tableau ci-après en regard duquel il faut noter que le nombre maximal

des facteurs de correction (valeurs comptées) est envi-

ron 74 Ainsi, une mémoire permanente susceptible de mé-

moriser des données à sept bits ( 27 _ 12 R) suffit.

En ce qui concerne l'entrée d'adresse de la mé-

moire permanente, à savoir les données non corrigées 1 OS de la figure 3, des calculs sont effectués pour trouver quelle valeur comptée correspond à 0,01 C Etant donné

que la différence de valeur comptée dans la plage de tem-

pératures de 10 C entre 3200 et 42 C est 1700 ( 296 R -

1276-1700), la valeur comptée par 0,01 C est 1700/( 10 C/ 0,01 C) = 1, 7 Autrement dit, pour obtenir une précision de 0,01 C, le nombre des pas de facteurs de correction doit âtre décidé de manière que la différence entre des facteurs de correction soit 1,7 comptage ou moins La JO table ci-après, mentionnée ci-dessus, indique les valeurs comptées ainsi que les facteurs de correction qui leur

correspondent, sur la base du calcul effectué à des in-

erval Les de 0,1 C entre les températures de 32 o C et 42 C avec une constante B de 4000 K.

& çç

c'ça 2: Il ççl LiçC o, L

61, -C

ci, tc Li t C

9417 C

ç i 7 C Ofle 64 CC Ce cc glec ç Il cc t, Cc c'ce zicc L'cc 01 ce 66 U

ti 4 Zt.

LI zc

9 zç.

çlzc

17 ' 2:C

O, zc

6, ç 8 L L

t LL L L C 4 L 69 t

81 L 9 L

t 1099 L " 9 L 62:g L L'il Lgt 81 d 6 L g, C t; L i 7 l bqç t C 4 cçç L eçt cz: L zi 80 çt

C 6-L

C gil L 61 8 t,7 L z 1 -Lfl t 91 6 o 7 L 0 i Ol L lo 6 L t

01 9 LC L

91 Lget Z, Llic L 64 zt-,C L 91 ks te L t, 170 f, L

Z 406 ZL

L, Qz E t an O ll BA 9 i 7 a 04 Lq

V & 6 ç

,8 ç

Z'17

zç ç f 117 Z 17 çoi 7

91 8 C

çi

ç 417 C

&;;C

2: 1 O

06 dz 01 LZ ç 9 v L

01 9 L

C 66 ot 96 8 ç & ki 6 z UOTI- -oeiioo op anefo-ej avgravil i SULSZ ol 6 C 61 de 81, bc L f, bc 94 tic bc bc de z Ide L, ide

0 $,de-

61 Le fil, Le LàLe 9,1 Le OLC - 6 Le C 6 Le zi Le Il M O,, Le

66 9 C

b 4 ge

LI 9 C

91, 9 C

ge

C 4 9 C

9 C 9 C

O 6 9 f -

6 ' f çe çç- giçç o IL 6 Cz ol 6 L Lz O,, kgfz 689 Z 2:Lzz 6 '9 CZ:z ' 6 tzz 06 Zozz 1 i 7,4 tg -l Lq LZ

É,O LZ

01, ce LZ

64 LLZ

v, ts 6 oz

8 &LVOZ

64 - 9 oz 0 b-ffl Z& t(oz 174 t LOZ

L,1,66 L

A & t 86 L ' - 96 t 61 i 7 L 6 L çs te 6 t L,- L 6 t t Il ts 68 L tid ZZV L

Z 1998 L

O, oçb L 61 Kw L 81 IL b L as$ tout an oq oiaa Q 9 qdujoo ana-1-e A il$ cg

ç & - 9

94 ç 9

ç 49 Q

"L 9 6 () 64 69 q'OL Z, LI ZL ZL L'CI i 7 l CL

L 1 CL

81 CL O l L O,

66 CI,

V 4 CL

g, CL

CI 6 CL

O l CI qlzl

L 1 ZL

99 LI OL L,69 O, 69 fil 99 q Looaaoo ep OL isi 6 ksz 1 1 Température (Oc) 39 g, 1 39,3 39,4 39,b 39,7 39,P

39 I 9

,2 ,3 4 o,4 ,5 4 o,6 ,7 4 o,9 ,9 41,10 41,1 41.,2 41,93 41,4 41,5 41,6 41, 7 41,P 41,9 42,0 Vateur comptée

2415,1

2433,y 3

2451,95

2469 RF

24 R 8,2

2506,6

2525,0

*2543,6

2 _ 562,2

2590,9

2599 i 6

2618,4

29637,s 3 2 t 656 2

2675,2

2694,2

2732,5

2751,9

2771,1

2790,5

2,810 t O

2 F 929,5.

2,R 49, 1

29 % 6 i 7

2 PRS,4

290 g,2 292 R, i 294 Ft,o

296 P,0

Facteur de correct.

62,2 ol,& 5.9 7

R 1: 3

-55,4 53,P- 52,2 , 5 4 R P 4 t,9 g ,1 43,1 41,1 39,0 36 '9 34,7 32,4 ,1 27,7 ,2 22,7 ,1 17,4 14,7 il,9 9,0 6, 1 3,1 0,0

Dans le tableau ci-dessus, ta plage des tempé-

ratures Pour Lesquelles la différence d'un facteur de correction au suivant est 1,7 ou moins est 34,10 C à 40,0 O C Cette plape des températures est bien dans la plage

des 350 C à 3 PIIC nécessaire pour des thermomètres médi-

caux Il apparait en regard de La table que la différence de facteurde correction entre 41,9 C et 42,00 C est 3,1 comptages Cela est équivalent à une erreur de 0,018 C et représente la plus mauvaise va Leur D'une façon pénérale, une résolution qui n'est pas inférieure à 0,020 C peut donc être obtenue dans l'exemple illustré

même dans une plane de mesure de température à l'exté-

rieur de la plage de 3 jo C à 3 o O C Il apparait ci-dessus que l'application d'une correction à des intervalles de 0,1 O C est suffisante pour obtenir une précision meilleure que 0,01 OC pour les températures se situant entre 350 C et 3 R 9 C Le nombre des bits nécessaires pour adresser la mémoire permanente dans ces conditions sera maintenant calculé

Un pas ou un incrément de 0,10 C d'une tempéra-

ture à la suivante équivaut à une valeur comptée de 17

car une valeur comptée de 1,7 correspond à une tempéra-

ture de 0,010 C comme mentionné ci-dessus Il suffit donc

de changer l'adresse de mémoire permanente tous les dix-

sept comptages Plus particulièrement, à partir de la sortie à 12 bits produite par le multivibrateur astable 101, la mémoire permanente doit être adressée par les huit bits d'ordre supérieur obtenus en négligeant les quatre bits d'ordre inférieur Ainsi, étant donné que 24 16 b, qui est moins que la valeur comptée requise de 17, les

huit bits d'ordre supérieur qui subsistent après la sup-

pression des quatre bits d'ordre inférieur sont utilisés

pour adresser la mémoire permanente Avec une mémoire per-

manente de correction dans laquelle un mot est constitué par une donnée à sept bits, une capacité de mémoire de 256 mots pouvant être adressée par une adresse à huit

bits est entièrement satisfaisante.

_a description ci-dessus a été faite sur la

base des valeurs calculées, mais des valeurs de sortie lindaire obtenues à partir d'un diagramme de la plage de 3 J 5 température de 'j 2 C à 42 C sont très proches des valeurs calculées. Il y a lieu maintenant de se référer aux fig. et 6 pour décrire p'us en détail l'ensemble de la réali-

251975 ?

sation et du fonctionnement d'un thermomètre médical

électronique comprenant la mémoire permanente de cor-

rection 109, pour Linéariser les valeurs de sortie non linéaire et l'unité arithmétique 111 pour exécuter l'opération de correction. Selon la Figure 5, un circuit de conversion 202 destiné à convertir la valeur de résistance d'une thermistance 201 en un nombre dtimpu Isions, reçoit un

signal d'horloge de référence 206 et un signal de com-

mande de conversion 204 provenant d'un circuit de corn-

mande 227 Quand le signal de commande 204 provenant du circuit de commande 22 '7 passe au niveau logique " 1 ", constituant ainsi un signal de démarrage, le circuit de conversion 202 commence l'opération de conversion Le signal 204 est placé à " O " par un signal 205 de fin de conversion que le circuit de conversion 202 délivre au circuit de commande 227, terminant ainsi l'opération de conversion.

Le circuit de conversion 202 produit un sig-

nal de sortie 203 d'impulsions de données qui sert d'entrée d'horloge CLK d'un compteur 207 Le compteur 207 est du type à comptage réversible et il comporte une borne de comptage/décomptage (Ul D) qui détermine le sens de comptage Si un " 1 " apparait à la borne U/D, le compteur 207 progresse par son entrée d'horloge Un " O " à la borne U/D entraine le décomptage de l'entrée d'horloge La référence R désigne la borne de mise au

repos du compteur 207 La sortie de données 20 R du comp-

teur 207 est appliquée à un décodeur 212 comme entrée de

données Le décodeur 212 est agencé pour produire un sig-

nal de sortie " 1 " à sa borne de sortie Tl lorsqu'il reçoit du compteur 207 une entrée de données qui commence à impulsions, ce qui se produit quand la thermistance 201 détecte une température de 300 C Un signal apparatt à La borne de sortie T 2 du décodeur 212 quand un zéro

est appliqué à la borne U/D du compteur 207 et le comp-

teur décompte jusqu'à -3, et applique cette information au décodeur 212 La référence 216 désigne le signal de sortie obtenu à la borne Tl Ce signal est app Liqué à une porte ET 214 dont l'autre entrée reçoit

un signa L de commande de décodage 229 provenant du cir-

j cuit de commande 227 Quand la thermistance 201 détecte

une température de 300 C et davantage, provoquant l'appa-

rition d'un signal de sortie à la borne T 1 du décodeur 212, et quand le signal de commande de décodage 229 est au niveau " 1 ", le signal de sortie 217 d'un diviseur de fréquence 212 effectuant une division par deux passe

au niveau " 1 "' Ce signal est appliqué à l'entrée de don-

nées d'un circuit basculeur 219 du type D L'entrée d'horloge du circuit basculeur 219 reçoit une impulsion de lecture 222 produite par le circuit de commande 227 en synchronisme avec le flanc arrière du signal 204 de commande de conversion afin que l'entrée de données soit mémorisée dans le circuit basculeur 219 Quand l'entrée de données du circuit basculeur 219 est au niveau " 1 ", sa sortie Q, à savoir le signal de commande de comptage/ décomptage 220 passe au niveau " O " Le compteur 212 qui reçoit la sortie I à sa borne U/D bascule du comptage au décomptage et commence donc à décompter les impulsions Z 03 En plus, un signal 211 de mise au repos du compteur

est aiguillé par une porte ET 219 et ne peut donc passer.

Ainsi, l'entrée d'impulsions de données 203 du compteur

207 résultant du signal suivant de commande de conver-

sion 204 fait décompter le compteur à partir de la valeur

du comptage précédent.

La valeur finale résultant de l'opération de

décomptage est zéro si la température préalablement me-

surée et la température non mesurée sont Les mimes.

Mais si cette dernière est supérieure, le compteur 207

décompte au-delà de zéro jusqu'à une valeur négative.

Lorsque cette valeur atteint un comptage de par exemple -3 (correspondant à une température de + 0,30 C) ou une

valeur plus négative, une impulsion de sortie 223 appa-

ralt à la borne T 2 du décodeur 212 et elle est reçue par un circuit basculeur 224 qui réagit en produisant un signal 225 indiquant qu'une mesure significative peut

commencer Ce signal est appliqué au circuit de conver-

sion 202, le plaçant dans un mode de mesure de tempéra-

ture du corps, et augmentant la précision Te signal j 22 j est également appliqué à la borne de redémarrage du microcalculateur 231 par une porte 233 La porte ET 233 effectue la combinaison ET entre ce signal et un

signal 204 produit chaque seconde, de sorte que le micro-

calculateur 231 est démarré toutes les secondes à partir

de son adresse d'interruption-démarrage.

Un signal 230 de démarrage de mesure provenant

du microcalculateur 231 constitue une commande d'échan-

tilonnage Quand ce signal est appliqué à l'unité de commande 227, cette dernière produit le signal 204 de commande de conversion de sorte qu'une sortie de données

R correspondant à la température mesurée par la ther-

mistance 201 est obtenue La sortie de données 208 est appliquée à un additionneur 240 Des données 241 non corrigées comprenant les huit bits d'ordre supérieur

de la sortie de données binaires 20 R, adressent une mé-

moire permanente de correction 242, produisant une lec-

ture de données de correction 244 spécifiée par l'adres-

se à huit bits Les données de correction sont appliquées

à l'autre borne d'entrée de l'additionneur 240 qui addi-

tionne ses données avec la sortie de données 2 OF O La somme calculée, à savoir la sortie de données corrigées

désignée par 244, est délivrée au microcalculateur 231.

A la réception du signal indiquant les données corrigées le microcalculateur exécute le traitement prescrit et provoque l'affichage de la température correcte A la

fin de la mesure de température du corps, le microcalcu-

lateur 231 émet un signal 229 de fin de mesure vers le circuit de commande 227 pour établir à nouveau un mode de pré-mesure afin de détecter le démarrage d'une mesure.

3 j Le microcalculateur 231 entre dans un mode d'attente

à ce moment pour réduire la consommation du courant.

Pour en revenir à l'état du compteur 207, un comptage inférieur à -3 (c'est-à-dire -2, -1, 0,+ 1) dans le mode de décomptage ne permet pas au décodeur 212 de produire l'impulsion 223 Le circuit basculeur 224 ne

change donc pas d'état et Le signal 225 n'apparait pas.

Etant donné que le diviseur de fréquence par deux 216 reçoit la sortie décodée 215 au début de l'opération de décomptage, la sortie de ce diviseur change à nouveau

d'état à ce moment et par conséquent, également le cir-

cuit basculeur 219 Le niveau haut qui en résulte du sig-

nal 220 Oplace le compteur 207 en mode de comptage et,

à l'arrivée du signal 211, à lt'état de repos Cela réta-

blit les conditions de détection d'une température de

OC ou davantage.

Le circuit représenté sur la figure 5 est réa-

lisé dans la technique CMOS Au moment o l'a Limentation

est appliquée, les signaux 211, 221 et 226 de mise au re-

pos de compteur et de circuit basculeur sont produits

pour ramener au repos le compteur et les circuits bascu-

leurs Par ailleurs, le microcalculateur 231 reçoit un signal de mise au repos 232 pour son initialisation, de sorte que ce microcalculateur est placé en mode d'attente

pour réduire la consommation du courant.

Dans le but de mieux comprendre les actions et

les effets du dispositif selon l'invention, le fonctionne-

ment du mode de réalisation de la figure 5 sera décrit

plus en détail en regard du diagramme de temps de la Fig 6.

Le signal 204 de commande de conversion, à sa-

voir une impulsion d'une durée (par exemple 50 millisec) équivalent au temps de conversion, est délivrée au circuit de conversion 202 par Le circuit de commande 227 toutes les quatre secondes Le circuit de conversion 202 produit

te signal de sortie d'impuldons de données 203 à la récep-

tion de la commande de conversion l'impulsion de lecture

222 est produite à la fin de chaque impulsion de j O 50 milli-

secondes du signal de commande de conversion 204 Il sera maintenant supposé que le compteur 207 a commencé à compter

les impulsions 203 lorsqu'elles sont produites par le cir-

cuit de conversion en réponse au signal de commande 204.

Si le comptage ne dépasse pas 100 (indiquant que la température n'a pas atteint le seuil de 300 C), la sortie décodée 213 n'apparait pas Il en résulte que le circuit du diviseur de fréquence par deux 216 est inactif Quand la seconde impulsion du signa L de commande 204 arrive, le compteur 207 recommence à compter et dans ce cas, il compte jusqu'à un nombre supérieur à 100, pour lequel un signal logique " 1 " apparait à la borne de sortie T 1 du

décodeur 212, faisant passer également le signal de sor-

tie 217 du diviseur de fréquence 216 au niveau " 1 " L'im-

pulsion de lecture 222 est produit en réponse au signal

205 de fin de conversion provenant du circuit de conver-

sion 2 D 2 et commande le circuit basculeur 219 de type D

pour qu'il mémorise la sortie 217 du diviseur de fréquen-

ce, la sortie Q du circuit basculeur, à savoir le signal 220 passant au niveau " O " Le compteur 207 passe donc du mode de comptage au mode de décomptage et il décompte par la série suivante d'impulsions de données 203 produite par le circuit de conversion 202 en réponse au signal 204 suivant de commande de conversion Au cours du décomptage,

la valeur de comptage passe au marquage L 00, et à ce mo-

ment un niveau " 1 " apparait à la borne de sortie T 1 du

décodeur 212 Ce " 1 " est mémorisé dans le circuit bas-

culeur 219 par L'impulsion de lecture 222 et fait passer

à " 1 " le signal de commande 220 de comptage/décomptage.

Quand le signal 211 de mise au repos de compteur(niveau " 1 ") apparait, la porte ET 219 délivre une impulsion car le signal 220 est maintenant au niveau haut, de sorte

qu'une impulsion de mise au repos est indiquée aux bor-

* 30 nes de mise au repos R du décompteur 207 et du diviseur de fréquence 216 Mais le compteur 207 n'a pas enregistré un changement de température Ainsi, quand La différence

est nulle entre la mesure précédente et la dernière me-

sure de température, le signal de mise au repos ne chan-

ge pas L'état du compteur 207 car son contenu est déjà nul, car les opérations de comptage et de décomptage se sont annulées entre elles iais il faut noter que Le compteur 207 est ramené à zéro s' il a compté jusqu'à un

nomore négatif inférieur à -3 (à savoir -2 ou -1).

Le diviseur de fréquence 216 est dans le mode de mise

au repos.

Le compteur 207 commence maintenant à compter les impulsions 203 produites en réponse au signal sui- vant 204 de commande de conversion Il sera supposé

que le comptage dépasse 100 Le " 1 " à la borne de sor-

tie T 1 du décodeur 212 est mémorisé dans le circuit bas-

culeur 219 par l'impulsion de lecture 222, de sorte que Le signal 220 de commande de comptage/décomptage

est placé à " O " Quand le signal suivant 204 de com-

mande de conversion arrive, le compteur 207 décompte par les impulsions de données 203 et quand le marquage

est dépassé, la borne T 1 du décodeur passe à " 1 ".

Le niveau " 1 " fait passer à " 1 " la sortie du diviseur de fréquence 217 Mais dans ce cas, il sera supposé qu'un changement notable de température a été mesuré par la thermistance de sorte que le compteur 207 qui exécute l'opération de décomptage décompte jusqu'à -3

avant que l'impulsion de lecture 222 suivante soit pro-

duite Maintenant, étant donné les conditions, le décodeur 212 produit un signal " 1 ", autrement dit le

signal 223 à sa borne de sortie T 2 Ce signal est appli-

qué à l'entrée d'horloge CTK du circuit basculeur 224 de type D et y fait mémoriser son entrée de données, faisant passer à " 1 " sa sortie Q Ce signal de sortie autrement dit le signal 225 de détection de démarrage de mesure, est appliqué au microcalcu ateur 231 et

constitue un signal de redémarrage, faisant ainsi dé-

marrer le microcalculateur à partir d'une adresse #ré-

déterminée pour lire la sortie de données corrigée

244 La sortie de données corrigée 244 indique la va-

leur calculée par l'additionneur 240, à savoir la somme

de la sortie de données 208 du compteur 207 et des don-

3 j nées de correction 243 lues dans la mémoire permanente

de correction 242.

La Figure 7 illustre la réalisation du cir-

cuit de commande 227 La référence 300 désigne un cir-

cuit de mise au repos à la mise sous tension, produisant le signal 232 de mise au repos lorsque l'alimentation est appliquée au thermomètre médical électronique de ce mode de réalisation Le signal 232, en plus d'être étnis verste microcalculateur, ramè au repos les circuits logiques du circuit de commande 227 Un circuit 302 de

temporisateur/oscillateur délivre l'horloge de réfé-

rence 206 au circuit de conversion 202, l'horloge 206 étant également utilisée, comme une horloge de commande

pour les circuits logiques du circuit de commande 227.

A titre d'exemples l'horloge 206 est utilisée par un circuit de synchronisation 304, constitué par plusieurs circuits basculeurs, pour produire les impulsions 211 synchronisées avec l'horloge 206 sur les flanc avant de son signal d'entrée, et elle est utilisée comme une horloge de comptage de temporisation par un circuit compteur 306 pour produire le signal 229 de commande de

décodeur Le circuit d'oscillateur 302 produit égale-

ment un signal d'horloge 308 Ce dernier sert de signal d'horloge de temporisation de mesure préalable, réglé à une période de quatre secondes, pour une utilisation dans l'opération précitée de mesure préalable de faible précision Les périodes des horloges 206, 308 peuvent être réglées librement par Le microcalculateur 231 Un circuit basculeur 310 de mesure préalable est déclenché par le flanc avant du signal d'horloge 308 et il produit le signal de 204 de démarrage de mesure par une porte OU 312 L'autre entrée de la porte OU 312 reçoit un signal 225 de détection de démarrage de mesure qui, d'une façon

similaire, fait passer le signal 204 au niveau " 1 ".

Une porte OU 314 est prévue pour que le signal 211 de mise au repos des compteurs 207, 306 puisse être produit

en synchronisme avec le signal de commande 204 ou le sig-

nal de mise au repos 226 Le signal 205 de fin de conver-

sion déclenche le circuit de synchronisation 304 qui réa-

git en produisant l'impulsion de lecture 222 et, par une porte OU 316, en ramenant à zéro des circuits basculeurs

correspondants 310 et 322 Les signaux de mise au re-

pos 221 et 226 sont produits par une porte OU 320 en réponse au signal 232 de mise au repos à la mise

sous tension ou au signal 22 R de fin de mesure pro-

) venant du microcalculateur 231.

Il y a lieu maintenant de se référer aux figures Ra et Pb pour décrire la commande assurée par

le microcalculateur 231.

Tout d'abord en regard de la figure Ra, le signal 230 de démarrage de mesure est placé au niveau bas quand l'alimentation est appliquée Ensuite, le signal 22 R de fin de mesure est placé au niveau bas

et les registres sont vidés, établissant un état main-

tenu en attente d' une interruption.

Selon la Figure Rb, le microcalculateur 231

a été démarré par le signal 234 de démarrage dtinter-

ruption produit chaque seconde et il produit le signal 230 de démarrage de mesure Ensuite, le temporisateur est déclenché et le microcalculateur attent la fin de la conversion analogique-numérique, c'est-à-dire la fin de la conversion de l'information de température en une

donnée numérique Quand le temps établi par le tempo-

risateur est écoulé, la sortie de données corrigée 244 sur la ligne omnibus de données est lue, les calculs et le traitement sont exécutés sur la base des données

en utilisant les moyens bien connus, la température pré-

vue est affichée, et ainsi de suite Quand la mesure de température du corps est terminée le signal 228 de fin de mesure est produit et l'unité centrale de traitement

est arrêtée Cette dernière passe à l'état d'arrêt, aus-

si bien qu'après l'exécution des calculs prévus que dans

les cas o la mesure de température ntestpas terminée.

T 'invention, selon la réalisation et le fonc-

tionnement décrits ci-dessus, assure un certain nombre

d'actions et dleffets qui sont indiqués ci-après.

Tout dtabord, il est possible d'obtenir la précision voulue des valeurs mesurées avec une unité de mémorisation qui ne doit mémoriser qu'une petite quantité de données de correction L'invention permet

donc de réduire la capacité de mémoire utilisée.

De plus, et selon l'invention, un traitement

tel qu'effectué par le microcalculateur n'est pas né-

cessaire pour obtenir Les valeurs corrigées, car elles apparaissent à la sortie de l'additionneur Des mesures hautement précises peuvent donc être obtenues en une

courte période, ce qui permet de réduire la consomma-

tion de courant électrique nécessaire pour l'opération.

Avec le mode de réalisation de l'invention dé-

crit ci-dessus, une température spécifique est établie comme un seuil et le démarrage d'une mesure réelle de

température du corps est commandé sur la base de la dé-

tection d'un gradient de température, en commençant la mesure à partir de la température spécifique et sur une

période prédéterminée Le thermomètre médical électroni-

que selon l'invention offre donc une fiabilité élevée.

Etant donné que les données de correction sont lues dans une mémoire permanente de faible capacité, au début de la mesure en réponse à la détection d'un signal de démarrage de mesure, le thermomètre médical électronique, en plus d'avoir la précision voulue, ne consomme que peu de courant électrique car pour la plus

grande partie, aucun courant n'est consommé jusqu'au dé-

but de la mesure De plus, dans Le présent mode de réa-

lisation, des données de température dans unemesure préalable pour détecter le début de mesure, ainsi que des données de température au moment de la mesure réelle peuvent tre obtenues à partir d'une unité commune de détection de température Cela permet une réduction du

nombre des composants et contribue à réaliser un thermo-

mètre de petitesdimensions.

Différents modes de réalisation sont possibles dans Le cadre de l'invention Par exemple, L'unité de

mémorisation de données de correction de capacité ré-

duite selon la technique de L'invention, peut être pré-

vue dans la mémoire du microcalculateur qui exécute le traitement de mesure de température te microcalculateur peut ainsi Utre adapté pour additionner les données de température détectée par ta thermistance et les

données de correction spécifiées par l'adresse consti-

tuée par les bits d'ordre supérieur de ces données de température.

Bien entendu, de nombreuses autres modifi-

cations peuvent être apportées au mode de réalisation décrit et illustré sans sortir du cadre et de l'esprit

de L'invention.

REVEI"DICATIO S

1 Thermomètre médical électronique, carac-

térisé en ce qu'il comporte un dispositif ( 100, loi) de détection de température produisant un signal de sortie qui correspond à une température détectée, un dispositif ( 109) de mémorisation de données de correc- tion destiné à mémoriser plusieurs éléments de données de correction, ce dispositif de mémorisation étant

adressé par un signal d'entrée qui est le signal de sor-

tie dudit dispositif de détecteur de température, de sorte que des données de correction correspondant à l'entrée d'adresse sont lues dans ledit dispositif de mémorisation, et un dispositif arithmétique ( 1 i 1 i, 113) destiné à effectuer une opération arithmétique sur les

données de correction lues dans ledit dispositifde mé-

morisation de données de correction et sur le signal de sortie dudit dispositif de détection de température, de manière que ledit signal de sortie devienne un signal

de sortie à peu près linéaire dans une plage prédéter-

minée de température.

2 Thermomètre selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que ledit dispositif arithmétique comporte un dispositif d'addition ( 111) destiné à additionner le signal de sortie dudit dispositif de détection et les

données de correction lues dans ledit dispositif de mé-

*morisation.

3 Thermomètre selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le signal de sortie produit par ledit dispositif (loo, 101) de détection de température est un signal numérique ayant une résolution supérieure à une

résolution de température prédéterminée, les bits d'or-

dre supérieur dudit signal numérique, qui représentent

une résolution correspondant à la résolution prédétermi-

née de température, servant d'entrée d'adresse pour ledit dispositif de mémorisation de données de correction, pour

lire des d onnées de correction dans ce dispositif de mé-

morisation.

4 Thermouiatre selon la revençication 3, carac-

térisé en ce que ledit dispositif (LOI) de détection

de température comporte une thermistance ($ 00) pour dé-

tecter La température, un circuit oscillateur a r-sis-

tance-capacité (Inv,C) connecté à ladite thermistance

et produisant un signal de sortie dont la fréquence dlos-

cillation est fonction de la résistance de la thermis-

tance, et un compteur(IO 6) qui convertit la fréquence

d'oscillation du signal de sortie dudit circuit oscil-

lateur en:une valeur numérique indiquant un hombre d'im-

pulsions par unité de temps.