電子體溫計(jì)PCBA的技術(shù)參數(shù)與性能:
測(cè)溫范圍:根據(jù)測(cè)溫計(jì)的類(lèi)型和應(yīng)用場(chǎng)景,測(cè)溫范圍可能有所不同。例如,電子體溫計(jì)的測(cè)溫范圍通常為32~42.9℃,而紅外測(cè)溫體溫計(jì)的測(cè)溫范圍可能更廣。
測(cè)量精度:測(cè)溫計(jì)的測(cè)量精度是衡量其性能的重要指標(biāo)。高質(zhì)量的測(cè)溫計(jì)通常具有高精度,如±0.1℃或±0.2℃等。
測(cè)溫速度:測(cè)溫速度越快,用戶(hù)體驗(yàn)越好。一些先進(jìn)的測(cè)溫計(jì)可以在幾秒鐘內(nèi)完成測(cè)溫。
功耗:低功耗是測(cè)溫計(jì)MCU芯片方案的重要特點(diǎn)之一。通過(guò)優(yōu)化MCU的工作模式、降低顯示屏的亮度、減少傳感器的采樣頻率等方法,可以降低功耗,延長(zhǎng)電池壽命。
穩(wěn)定性與可靠性:測(cè)溫計(jì)需要具有良好的穩(wěn)定性和可靠性,以確保在不同環(huán)境下都能準(zhǔn)確測(cè)量溫度。
電子體溫計(jì)的溫度傳感器主要有以下幾種類(lèi)型:
熱敏電阻溫度傳感器
工作原理:熱敏電阻是一種對(duì)溫度敏感的半導(dǎo)體元件,其電阻值隨溫度的變化而顯著變化。通常具有負(fù)溫度系數(shù)(NTC),即溫度升高時(shí)電阻值降低,溫度降低時(shí)電阻值升高。通過(guò)測(cè)量熱敏電阻的電阻值變化,可間接測(cè)量出人體溫度。
特點(diǎn):靈敏度高,能快速感知溫度變化;成本較低,易于制造和集成;體積小,可實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì),適合用于電子體溫計(jì)的探頭部位。但它的線性度相對(duì)較差,需要通過(guò)軟件算法進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償,以提高測(cè)量精度。
熱電偶溫度傳感器
工作原理:由兩種不同材料的導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí),回路中會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì),該電勢(shì)與溫度差成正比。通過(guò)測(cè)量熱電勢(shì)來(lái)計(jì)算出被測(cè)物體的溫度。
特點(diǎn):測(cè)量精度高,穩(wěn)定性好,能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)工作。響應(yīng)速度快,可快速測(cè)量出溫度變化。但輸出信號(hào)較弱,需要配備專(zhuān)門(mén)的信號(hào)放大電路。而且熱電偶的材料成本相對(duì)較高,在電子體溫計(jì)中不如熱敏電阻應(yīng)用廣泛。
集成溫度傳感器
工作原理:將溫度敏感元件、信號(hào)處理電路和輸出接口等集成在一個(gè)芯片上。它利用半導(dǎo)體的物理特性,如晶體管的基極-發(fā)射極電壓與溫度的關(guān)系,來(lái)測(cè)量溫度,并通過(guò)內(nèi)部的電路將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)輸出。
特點(diǎn):精度高,線性度好,無(wú)需復(fù)雜的校準(zhǔn)和補(bǔ)償電路。具有數(shù)字輸出接口,便于與微控制器直接連接,簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。同時(shí),集成溫度傳感器還具有良好的抗干擾能力和穩(wěn)定性。不過(guò),其成本相對(duì)較高,且測(cè)量范圍可能受到一定限制。
此外,還有基于紅外線測(cè)量原理的非接觸式溫度傳感器,常見(jiàn)于額溫槍等電子體溫計(jì)產(chǎn)品中。它通過(guò)檢測(cè)人體發(fā)出的紅外線輻射能量來(lái)測(cè)量體溫,具有快速、方便、衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn),但測(cè)量精度可能受環(huán)境因素影響較大。
電子體溫計(jì)PCBA的控制電路主要由以下部分組成:
溫度傳感器電路
作用:負(fù)責(zé)感知人體溫度并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
組成元件:常用的溫度傳感器是熱敏電阻,它的阻值會(huì)隨溫度變化而改變。此外,還包括一些輔助電阻、電容等元件,用于搭建合適的測(cè)量電路,如分壓電路,將熱敏電阻阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化,以便后續(xù)電路進(jìn)行處理。
信號(hào)放大電路
作用:由于溫度傳感器輸出的電信號(hào)通常比較微弱,需要進(jìn)行放大處理,以提高信號(hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量,便于后續(xù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換和處理。
組成元件:主要由運(yùn)算放大器組成,運(yùn)算放大器可以對(duì)輸入的微弱信號(hào)進(jìn)行放大。同時(shí),還會(huì)搭配一些電阻、電容等元件,用于設(shè)置放大倍數(shù)、濾波等,以保證放大后的信號(hào)準(zhǔn)確、穩(wěn)定。
模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(ADC)
作用:將放大后的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),因?yàn)槲⒖刂破髦荒芴幚頂?shù)字信號(hào)。
組成元件:通常采用專(zhuān)門(mén)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片,它可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)離散化,轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼。一些微控制器內(nèi)部也集成了ADC功能,可直接使用內(nèi)部的ADC進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
微控制器電路(MCU)
作用:作為電子體溫計(jì)的核心控制部件,負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和分析,根據(jù)預(yù)設(shè)的算法將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的溫度值,并控制其他電路模塊的工作。
組成元件:主要是微控制器芯片,它內(nèi)部包含中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(如閃存、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、定時(shí)器等功能模塊。此外,還會(huì)有一些晶振、復(fù)位電路等輔助元件,為微控制器提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位功能。
顯示電路
作用:將微控制器處理后的溫度值以直觀的方式顯示出來(lái),方便用戶(hù)讀取。
組成元件:常見(jiàn)的顯示方式是液晶顯示屏(LCD),顯示電路包括LCD驅(qū)動(dòng)芯片和相關(guān)的電阻、電容等元件。LCD驅(qū)動(dòng)芯片負(fù)責(zé)將微控制器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合LCD顯示的信號(hào),驅(qū)動(dòng)LCD顯示相應(yīng)的溫度數(shù)值。
電源電路
作用:為整個(gè)PCBA提供穩(wěn)定的電源供應(yīng),保證各個(gè)電路模塊正常工作。
組成元件:根據(jù)電子體溫計(jì)的供電方式(如電池供電),電源電路通常包括電池座、電壓轉(zhuǎn)換芯片、濾波電容等元件。電壓轉(zhuǎn)換芯片可以將電池的電壓轉(zhuǎn)換為各個(gè)電路模塊所需的穩(wěn)定電壓,濾波電容則用于去除電源中的雜波和干擾。
按鍵與報(bào)警電路(可選)
作用:按鍵電路用于用戶(hù)進(jìn)行操作,如開(kāi)關(guān)、模式切換等;報(bào)警電路用于在測(cè)量結(jié)果異常(如體溫過(guò)高或過(guò)低)時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào),提醒用戶(hù)。
組成元件:按鍵電路主要由按鍵開(kāi)關(guān)和上拉或下拉電阻組成;報(bào)警電路可以采用蜂鳴器或LED指示燈,以及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路,如三極管驅(qū)動(dòng)電路,用于控制蜂鳴器發(fā)聲或LED閃爍。