传感器技术及应用大作业电子体温计的设计.doc

传感器技术及应用大作业电子体温计的设计 学院： 通信与电子工程学院 班级： 学号： 姓名： *** 指导老师： *** 日期： 2010年05月27日 摘 要 本文介绍了利用热敏电阻传感器制作电子体温计，传统的玻璃水银（汞）体温计不仅使用不便，而且还存在着安全隐患。用玻璃水银体温计给婴幼儿测量体温具有一定的危险性，并且体温计水银囊的玻壳薄脆易碎，一旦被不慎咬碎，极易导致汞的外泄污染与中毒。欧美各国从上世纪末就已纷纷宣布禁止使用与销售水银体温计，并换代升级为安全环保的电子体温计。电子体温计在国内也正在逐渐成为水银体温计的升级替代品。2003年以来流行的“非典”、“甲流”等呼吸系统传染性疾病给中国和世界带来了无尽的痛苦和灾难。这类疾病的主要病征之一就是发烧。为此，许多车站、码头、学校、企事业单位、医务点均以测量体温作为判断是否得了“甲流”等疾病的前提。而数字体温计以使用方便、检测时间短、精确度高、显示清晰、直观、安全性好、价格合理等优点将会得到更广泛的应用。 关键字：电子体温计 传感器 热敏电阻 目 录 摘 要 2 第1 章 绪论 4 1.1 背景 4 1.2 设计目的 4 第2章 原理分析 5 2.1 原理框图 5 2.2 原理分析 5 第3章 实现过程 7 心得体会 10 第1 章 绪论 1.1 背景 温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。 温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。日常生活中也可以见到，如电冰箱的自动制冷，空调器的自动控制等等。利用热敏电阻器和惠斯通电桥制作一个电子体温计，也可以演示自动控制电路的工作原理。 现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。因此传感器在此电子体温计的制作中起了重要的作用。 1.2 设计目的 传统的玻璃水银（汞）体温计不仅使用不便，而且还存在着安全隐患。这种体温计依靠体温的传导使汞柱的热胀冷缩的影响下伸缩而发生长度变化，因此其惰性大，获取体温平衡值的等待时间较为长久。婴幼儿好动，测量体温大多不愿默契配合，用玻璃水银体温计给婴幼儿测量体温具有一定的危险性。体温计水银囊的玻壳薄脆易碎，一旦被不慎咬碎，极易导致汞的外泄污染与中毒。一支普通水银体温计内的汞含量约为2g，足以污染800L的水；汞只需0.3g的微量便能对成人的身体赞成致命的伤害。人体一旦吸入大量的甲基汞，将有丧命之虞，如果摄入遭到汞污染的水或食物，将严惩损害神经系统，孕妇也将因此而产下畸形儿……鉴于水银体温计破裂会危及人体健良乃至宝贵的生命，欧美各国从上世纪末就已纷纷宣布禁止使用与销售水银体温计，并换代升级为安全环保的电子体温计。电子体温计在国内也正在逐渐成为水银体温计的升级替代品。2003年以来流行的“非典”、“甲流”等呼吸系统传染性疾病给中国和世界带来了无尽的痛苦和灾难。这类疾病的主要病征之一就是发烧。为此，许多车站、码头、学校、企事业单位、医务点均以测量体温作为判断是否得了“甲流”等疾病的前提。而数字体温计以使用方便、检测时间短、精确度高、显示清晰、直观、安全性好、价格合理等优点将会得到更广泛的应用。 第2章 原理分析 2.1 原理框图 2.2 原理分析 在稳态下，通过热敏电阻的电流I与其两端之间的电压U的关系，称为热敏电阻伏-安特性。如图5-15所示。 图5-15 热敏电阻伏安特性 当电流很小时，不足以使热敏电阻产生温升，则其电阻值只决定于环境温度伏-安特性呈线性，遵循欧姆定律，主要用于测温。当电流增大到一定值时，使热敏电阻产生温升，会出现负阻特性。 热敏电阻的电流-时间曲线如图5-16所示，表示热敏电阻在不同的外加电压下电流达到稳定最大值所需要时间。这是一热平衡过程，一般为0.5～1s。 图5-16 热敏电阻安-时特性 热敏电阻的优点：温度系数大，灵敏度高；热容量小， 响应快，分辨率高；价格便宜等。缺点：互换性差，热电特性非线性大等。主要用于温度的测量、控制，温度补偿，流速（或流量）测量等。 电子体温计的电路如下图所示。热敏电阻RT和R1、R2、R3及RP1。在温度为20℃时，选择R1、R3并调节RP1，使电