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時間 : 2024-11-25
在醫(yī)院我們常常能夠看見一種電子溫度計,就是在家里,很多朋友也準備著這樣子的電子體溫計。這種電子體溫計不想傳統(tǒng)的體溫計一樣,用水銀做成,它是由多種電子元器件組成的,核心是溫度傳感器,這種體溫計相比傳統(tǒng)水銀體溫計快捷方便安全,不用擔(dān)心使用不當(dāng)會對人體和周圍造成傷害。可是,這種電子體溫計是怎么工作的呢?兔兔整理了一下給大家科普啦。
電子體溫計的基本構(gòu)造是感溫頭、量溫棒、顯示屏、開關(guān)、按鍵以及電池蓋。它是利用溫度傳感器輸出電信號,直接輸出數(shù)字信號或者再將電流信號(模擬信號)轉(zhuǎn)換成能夠被內(nèi)部集成的電路識別的數(shù)字信號,然后通過顯示器(如液晶、數(shù)碼管、LED矩陣等)顯示以數(shù)字形式的溫度,能記錄、讀取被測溫度的最高值。
電子體溫計最核心的元件就是感知溫度的NTC溫度傳感器。傳感器的分辨率可達±0.01℃,精確度可達±0.02℃,反應(yīng)速度<2.8秒,電阻年漂移率≤0.1%(相當(dāng)于小于0.025℃)。電子體溫計最常使用的傳感器就有一下幾種:
1.熱電阻傳感器
物質(zhì)的電阻率隨著溫度變化而變化的現(xiàn)象稱為熱電阻效應(yīng)。當(dāng)溫度變化時導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度而變化,對金屬來說,溫度上升時,金屬的電阻值將增大。這樣,在一定溫度范圍內(nèi),我們可以通過測量敏感材料的電阻來確定被測的溫度。根據(jù)熱電阻效應(yīng)制成的傳感器叫做熱電阻傳感器。熱電阻傳感器按電阻一溫度特性的不同可分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻兩大類。一般把金屬熱電阻稱為熱電阻,常用金屬材料制成,如鉑、銅、鎳等;而把半導(dǎo)體熱電阻稱為熱敏電阻,可以是以半導(dǎo)體材料制成的陶瓷器件,如錳、鎳、鉆等金屬的氧化物與其它化合物按不同配比燒結(jié)而成。熱電阻的溫度系數(shù)一般為正值。
2.熱敏電阻傳感器
金屬的電阻值隨著溫度的升高而增大,但半導(dǎo)體卻相反,它的電阻值隨著溫度的升高而急劇減小,并呈現(xiàn)非線性。在溫度變化的同時,熱敏電阻的阻值變化約為鉑熱電阻的10倍。通過測量熱敏電阻阻值的變化,便可以得知被測介質(zhì)的溫度變化。
熱敏電阻具有體積小、靈敏度高、反應(yīng)速度快、分辨率高等優(yōu)點。典型的熱敏電阻的缺點是線性度低、穩(wěn)定性差。
3.熱電偶溫度傳感器
熱電偶測溫是基于“熱電動勢效應(yīng)”原理來完成的。所謂熱電動勢效應(yīng)是指A、B兩種不同的導(dǎo)體組成閉合回路,該閉合回路叫熱點回路。若兩導(dǎo)體兩結(jié)點溫度不同,則在回路中有一定電流,表明在回路中產(chǎn)生電動勢。常用熱電偶由兩根不同的導(dǎo)線組成,他們的一段焊接在一起,叫做“熱端”(通常為測量端),放入到被測介質(zhì)中。不連接的兩個自由端叫做冷端(通常為參比端)。
熱電偶主要用于氣體、蒸汽、液體等介質(zhì)的測量,具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、測量范圍寬、精度高、熱慣性小等特點。熱電偶溫度傳感器缺點是靈敏度低,線性不好,冷端需要溫度補償。
4.集成溫度傳感器
集成溫度傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的,因此亦稱硅傳感器。集成溫度傳感器是在20世紀80年代問世的,它是將溫度傳感部分、放大電路、驅(qū)動電路、信號處理電路等集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能。集成溫度傳感器與熱敏電阻等其它溫度傳感器相比具有靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快和良好的線性度和一致性等特點。同時,具有功能單一(僅測量溫度)、測溫誤差小、價格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等特點,適合遠距離測溫、控溫,不需要進行非線性校準,外圍電路簡單。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器。隨著集成溫度傳感器生產(chǎn)成本的降低,它會在更多的領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。
小小的電子體溫計里面也藏著很多設(shè)計和知識,不過兔兔在這里提醒大家電子體溫計使用的時候也需要注意哦。比如需要更換電池的時候,需要用到小螺絲刀。清洗的時候要注意自己的電子體溫計是否防水。要避免高溫直曬和高壓的環(huán)境。兔兔建議家里有小孩子的朋友應(yīng)該常備電子體溫計哦。
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