一種溫度傳感裝置及醫療設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種溫度傳感裝置，包括相串聯的恒流源電路和溫度傳感電路，所述溫度傳感電路包括熱敏電阻、參考電阻和模擬開關，所述熱敏電阻的第一端連接所述模擬開關的電流通道Y2，所述熱敏電阻的第二端連接所述模擬開關的電流通道Y0，所述參考電阻的第一端連接所述模擬開關的電流通道Y2，所述參考電阻的第二端連接所述模擬開關的電流通道Y1，所述恒流源電路的電流信號輸出端與所述模擬開關連接。本實用新型還提供了一種醫療設備。本實用新型的有益效果是：利用模擬開關使恒流源分時驅動熱敏電阻和參考電阻，以降低測量電路對系統電源電壓的要求，簡化電源電路，降低成本，同時保證高的測量精度。
【專利說明】一種溫度傳感裝置及醫療設備

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及溫度傳感裝置，尤其涉及一種溫度傳感裝置及醫療設備。

【背景技術】
[0002] 溫度測量在醫療設備中具有重要意義，例如測量人體體溫、血液溫度等用于反映 病人的生命體征。利用熱敏電阻測量溫度具有測量精度高、安全無毒、設備簡單和價格低廉 等優勢，因而熱敏電阻被廣泛應用于醫療領域溫度測量設備中。
[0003] 熱敏電阻分為正溫度系數熱敏電阻（Positive Temperature Coefficient Thermistor，PTC)和負溫度系數熱敏電阻（Negative Temperature Coefficient ThermistonNTC)兩種，當熱敏電阻溫度發生變化時，其阻值發生變化。溫度測量中通過測 量其電阻來獲得測量溫度。電阻測量通常不能直接進行，而需要測量流過電阻的電流和電 阻兩端的壓降。
[0004] 傳統的熱敏電阻測量電路是將熱敏電阻和一個溫度系數極小的參考電阻串聯，參 考電阻阻值已知。由于流過熱敏電阻和參考電阻的電流相等，二者的阻值正比于各自兩端 的壓降，由此可以計算得到熱敏電阻的阻值。
[0005] 當今電子設備中低壓、低功耗已成趨勢，尤其在醫療設備中，無論從病人安全、設 備的便攜性還是降低能耗方面，都需要降低系統電壓。而傳統的熱敏電阻測量電路無論使 用電壓源驅動還是電流源驅動都難以兼顧測量精度和較低的電源電壓。若要求高的測量精 度，則需要熱敏電阻阻值最大時兩端壓降接近后級電壓測量電路（例如運算放大器和模數 轉換器ADC等）的最大輸入電壓，此時串聯電路的總壓降為熱敏電阻和參考電阻壓降之和。 若降低串聯電阻壓降，則熱敏電阻最大輸出電壓降低，影響測量精度。


【發明內容】

[0006] 為了解決現有技術中的問題，本實用新型提供了一種溫度傳感裝置及醫療設備。
[0007] 本實用新型提供了一種溫度傳感裝置，包括相串聯的恒流源電路和溫度傳感電 路，所述溫度傳感電路包括熱敏電阻、參考電阻和模擬開關，所述熱敏電阻的第一端連接所 述模擬開關的電流通道Y2,所述熱敏電阻的第二端連接所述模擬開關的電流通道Y0,所述 參考電阻的第一端連接所述模擬開關的電流通道Y2,所述參考電阻的第二端連接所述模擬 開關的電流通道Yl，所述恒流源電路的電流信號輸出端與所述模擬開關連接，所述模擬開 關內設置一用于將電流通道YO、電流通道Yl、電流通道Y2分別接通電流通道Y的電流通道 切換電路。
[0008] 作為本實用新型的進一步改進，所述熱敏電阻的第一端還連接所述模擬開關的電 壓測量通道X2,所述熱敏電阻的第二端還連接所述模擬開關的電壓測量通道X0,所述參考 電阻的第一端還連接所述模擬開關的電壓測量通道X2,所述參考電阻的第二端還連接所述 模擬開關的電壓測量通道XI。
[0009] 作為本實用新型的進一步改進，所述模擬開關內設置一用于將電壓測量通道X0、 電壓測量通道XI、電壓測量通道X2分別接通電壓測量通道X的電壓測量通道切換電路。。 [0010] 作為本實用新型的進一步改進，所述模擬開關的電壓測量通道X2、電流通道Y2分 別接地或者分別接正電壓源或者分別接負電壓源。
[0011] 作為本實用新型的進一步改進，所述恒流源電路包括運算放大器、三極管Q、電阻 R3、電阻R4,其中，所述運算放大器的反相輸入端分別與所述電阻R4的一端、所述三極管Q 的發射極連接，所述電阻R4的另一端連接電壓源VCC，，所述運算放大器的同相輸入端接信 號Vin，所述運算放大器的輸出端與所述電阻R3的一端連接，所述電阻R3的另一端與所述 三極管Q的基極連接，所述三極管Q的集電極與所述模擬開關連接，所述三極管Q的集電極 與所述模擬開關的電流通道Y連接，所述模擬開關的電壓測量通道X為電壓信號輸出端
[0012] 本實用新型還提供了一種醫療設備，包括如上述中任一項所述的溫度傳感裝置， 還包括溫度測量低通濾波電路、模數傳感器和微處理器，所述模擬開關的電壓信號輸出端 與所述溫度測量低通濾波電路的輸入端連接，所述溫度測量低通濾波電路的輸出端與所述 模數傳感器的輸入端連接，所述模數傳感器的輸出端與所述微處理器的輸入端連接，所述 微處理器的輸出端與所述模擬開關的通道選擇控制端口連接。
[0013] 作為本實用新型的進一步改進，所述模擬開關的電壓測量通道X與所述溫度測量 低通濾波電路的輸入端連接，所述溫度測量低通濾波電路的輸出端與所述模數傳感器的模 擬信號輸入通道連接，所述模數傳感器的數字信號輸出端DOUT和通道選擇端口 SW分別連 接微處理器，所述微處理器的輸出端分別與所述模擬開關的通道選擇控制端口 A、通道選擇 控制端口 B連接。
[0014] 作為本實用新型的進一步改進，所述溫度傳感電路包括注射液溫度傳感電路和血 液溫度傳感電路，所述恒流源電路包括注射液溫度傳感恒流源電路和血液溫度傳感恒流源 電路，所述溫度測量低通濾波電路包括注射液溫度測量低通濾波電路和血液溫度測量低通 濾波電路，所述注射液溫度傳感恒流源電路的電流信號輸出端與所述注射液溫度傳感電路 連接，所述注射液溫度傳感電路的電壓信號輸出端與所述注射液溫度測量低通濾波電路的 輸入端連接，所述注射液溫度測量低通濾波電路的輸出端與所述模數傳感器的模擬信號輸 入通道CHl連接；所述血液溫度傳感恒流源電路的電流信號輸出端與所述血液溫度傳感電 路連接，所述血液溫度傳感電路的電壓信號輸出端與所述注射液溫度測量低通濾波電路的 輸入端連接，所述注射液溫度測量低通濾波電路的輸出端與所述模數傳感器的模擬信號輸 入通道CH2連接；所述模數傳感器的數字信號輸出端DOUT和通道選擇端口 SW分別連接所 述微處理器，所述注射液溫度傳感電路的通道選擇控制端口 A、通道選擇控制端口 B連接至 所述微處理器，所述血液溫度傳感恒流源電路的通道選擇控制端口 A、通道選擇控制端口 B 連接至所述微處理器。
[0015] 作為本實用新型的進一步改進，所述溫度傳感裝置還包括第一電阻、第二電阻，第 一電容和第二電容，所述第一電阻的一端與所述注射液溫度測量低通濾波電路的輸出端連 接，所述第一電阻的另一端分別與所述模數傳感器的模擬信號輸入通道CH1、第一電容的一 端連接，所述第一電容的另一端接地；所述第二電阻的一端與所述注射液溫度測量低通濾 波電路的輸出端連接，所述第二電阻的另一端分別與所述模數傳感器的模擬信號輸入通道 CH2、第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端接地。
[0016] 作為本實用新型的進一步改進，所述注射液溫度測量低通濾波電路和所述血液溫 度測量低通濾波電路均為二階有源低通濾波電路。
[0017] 本實用新型的有益效果是：利用模擬開關使恒流源分時驅動熱敏電阻和參考電 阻，以降低測量電路對系統電源電壓的要求，簡化電源電路，降低成本，同時保證高的測量 精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本實用新型一種溫度傳感裝置的原理圖；
[0019] 圖2是本實用新型一種溫度傳感裝置的心輸出量測量電路圖。

【具體實施方式】
[0020] 下面結合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0021] 如圖1所示，一種溫度傳感裝置，包括相串聯的恒流源電路11和溫度傳感電路12， 其中，溫度傳感電路12,包括熱敏電阻121、參考電阻122和模擬開關123。熱敏電阻121的 一端分別接模擬開關123的電壓測量通道X2、電流通道Y2,熱敏電阻121的另一端分別接 模擬開關123的電壓測量通道X0、電流通道YO ;參考電阻122的一端分別接模擬開關123 的電壓測量通道X2、電流通道Y2,參考電阻122的另一端分別接模擬開關123的電壓測量 通道Xl、電流通道Yl。模擬開關123的電壓測量通道X2、電流通道Y2連接熱敏電阻121和 參考電阻122的公共端口 G，溫度傳感電路12以模擬開關123的電流通道Y和端口 G串聯 入恒流源電路11提供的驅動電流路徑中。
[0022] 圖1中，恒流源電路11提供的電流由模擬開關123的電流通道Y流入，從熱敏電 阻121和參考電阻122的公共端口 G流出，但本實用新型所保護電路的電流方向不限于由 熱敏電阻121和參考電阻122的公共端G流出。
[0023] 參考電阻122的溫度系數遠低于常用電阻元件，一般可以認為不隨溫度變化。
[0024] 圖1所示模擬開關123的型號可以優選為MAX4582,為雙路多通道模擬開關，端口 A、B為通道選擇控制端口，功能表如表1，本實用新型提供的一種溫度傳感裝置的溫度傳感 電路12中使用通道0、1和2。本實用新型提供的一種溫度傳感裝置中模擬開關123的型號 不限于MAX4582。
[0025] 表1模擬開關MAX4582功能表
[0026]

【權利要求】
1. 一種溫度傳感裝置，其特征在于：包括相串聯的恒流源電路和溫度傳感電路，所述 溫度傳感電路包括熱敏電阻、參考電阻和模擬開關，所述熱敏電阻的第一端連接所述模擬 開關的電流通道Y2,所述熱敏電阻的第二端連接所述模擬開關的電流通道Y0,所述參考電 阻的第一端連接所述模擬開關的電流通道Y2,所述參考電阻的第二端連接所述模擬開關的 電流通道Y1，所述恒流源電路的電流信號輸出端與所述模擬開關連接，所述模擬開關內設 置一用于將電流通道Y0、電流通道Y1、電流通道Y2分別接通電流通道Y的電流通道切換電 路。
2. 根據權利要求1所述溫度傳感裝置，其特征在于：所述熱敏電阻的第一端還連接所 述模擬開關的電壓測量通道X2,所述熱敏電阻的第二端還連接所述模擬開關的電壓測量通 道X0,所述參考電阻的第一端還連接所述模擬開關的電壓測量通道X2,所述參考電阻的第 二端還連接所述模擬開關的電壓測量通道XI。
3. 根據權利要求2所述的溫度傳感裝置，其特征在于：所述模擬開關內設置一用于將 電壓測量通道X0、電壓測量通道XI、電壓測量通道X2分別接通電壓測量通道X的電壓測量 通道切換電路。
4. 根據權利要求2所述的溫度傳感裝置，其特征在于：所述模擬開關的電壓測量通道 X2、電流通道Y2分別接地或者分別接正電壓源或者分別接負電壓源。
5. 根據權利要求2所述的溫度傳感裝置，其特征在于：所述恒流源電路包括運算放大 器、三極管Q、電阻R3、電阻R4,其中，所述運算放大器的反相輸入端分別與所述電阻R4的一 端、所述三極管Q的發射極連接，所述電阻R4的另一端連接電壓源VCC，，所述運算放大器的 同相輸入端接信號Vin，所述運算放大器的輸出端與所述電阻R3的一端連接，所述電阻R3 的另一端與所述三極管Q的基極連接，所述三極管Q的集電極與所述模擬開關連接，所述三 極管Q的集電極與所述模擬開關的電流通道Y連接，所述模擬開關的電壓測量通道X為電 壓信號輸出端。
6. -種醫療設備，其特征在于：包括如權利要求1至5中任一項所述的溫度傳感裝置， 還包括溫度測量低通濾波電路、模數傳感器和微處理器，所述模擬開關的電壓信號輸出端 與所述溫度測量低通濾波電路的輸入端連接，所述溫度測量低通濾波電路的輸出端與所述 模數傳感器的輸入端連接，所述模數傳感器的輸出端與所述微處理器的輸入端連接，所述 微處理器的輸出端與所述模擬開關的通道選擇控制端口連接。
7. 根據權利要求6所述的醫療設備，其特征在于：所述模擬開關的電壓測量通道X與 所述溫度測量低通濾波電路的輸入端連接，所述溫度測量低通濾波電路的輸出端與所述模 數傳感器的模擬信號輸入通道連接，所述模數傳感器的數字信號輸出端DOUT和通道選擇 端口 SW分別連接微處理器，所述微處理器的輸出端分別與所述模擬開關的通道選擇控制 端口 A、通道選擇控制端口 B連接。
8. 根據權利要求7所述的醫療設備，其特征在于：所述溫度傳感電路包括注射液溫度 傳感電路和血液溫度傳感電路，所述恒流源電路包括注射液溫度傳感恒流源電路和血液溫 度傳感恒流源電路，所述溫度測量低通濾波電路包括注射液溫度測量低通濾波電路和血液 溫度測量低通濾波電路，所述注射液溫度傳感恒流源電路的電流信號輸出端與所述注射液 溫度傳感電路連接，所述注射液溫度傳感電路的電壓信號輸出端與所述注射液溫度測量低 通濾波電路的輸入端連接，所述注射液溫度測量低通濾波電路的輸出端與所述模數傳感器 的模擬信號輸入通道CH1連接；所述血液溫度傳感恒流源電路的電流信號輸出端與所述血 液溫度傳感電路連接，所述血液溫度傳感電路的電壓信號輸出端與所述注射液溫度測量低 通濾波電路的輸入端連接，所述注射液溫度測量低通濾波電路的輸出端與所述模數傳感器 的模擬信號輸入通道CH2連接；所述模數傳感器的數字信號輸出端DOUT和通道選擇端口 SW分別連接所述微處理器，所述注射液溫度傳感電路的通道選擇控制端口 A、通道選擇控 制端口 B連接至所述微處理器，所述血液溫度傳感恒流源電路的通道選擇控制端口 A、通道 選擇控制端口 B連接至所述微處理器。
9. 根據權利要求8所述的醫療設備，其特征在于：所述溫度傳感裝置還包括第一電阻、 第二電阻，第一電容和第二電容，所述第一電阻的一端與所述注射液溫度測量低通濾波電 路的輸出端連接，所述第一電阻的另一端分別與所述模數傳感器的模擬信號輸入通道CH1、 第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端接地；所述第二電阻的一端與所述注射液溫 度測量低通濾波電路的輸出端連接，所述第二電阻的另一端分別與所述模數傳感器的模擬 信號輸入通道CH2、第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端接地。
10. 根據權利要求8所述的醫療設備，其特征在于：所述注射液溫度測量低通濾波電路 和所述血液溫度測量低通濾波電路均為二階有源低通濾波電路。
【文檔編號】A61B5/01GK204072062SQ201420450471
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】趙清倩, 秦釗 申請人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司