人体体温测量传感器说课讲解.doc

人体体温测量传感器

人
体
体
温
测
量
传
感
器

目录
一·任务说明

二·总体设计方案

三·传感器的选型与测量电路

四·典型器件选择

五·系统误差的分析与处理

一、任务说明
任务用途
用于人体温度测量，要求实现非接触式测量，具备测量数据自动记录和打印功能，并对温度超限给出相应的报警和控制信号。

任务要求
1、确定测量方法，并说明其测量原理；
2、选定传感器类型，并说明理由；
说明：允许误差：±0.1℃

各类传感器比较
热辐射
非接触测量，结构简单，量程比较宽，精确度高，可自动记录和远距离传送信号，但人为误差大，只能测量高温，连续测量需冷却。
压电式

分辨率高，稳定性好，输出的频率便于数字化处理，抗噪声能力强，性能稳定，线性好，但是机械化强度很差。数字信号输出。
热电阻
热电阻具有负温度系数，其灵敏度远高于金属热电阻，体积小，热惯性小，适合快速测量，功率小，寿命长，但互换性差，测量范围窄。
光纤式
光纤体吸收性探头体积小，灵敏度高，工作可靠，精确度高，与电磁场的相互作用小，误差小，但是测量范围窄。
根据以上各类传感器的特点，我们选择光纤辐射温度传感器，因为对于我们人体的温度来看，测量范围小并不影响我们的测量，其精确度和线性度以及受周围磁场的影响小等优点，由于光纤直径细小且可绕行好，因此也可以用于狭窄或者视听不好的场所，此外还可以用多个探头，借助于扫描器进行转换，构成多点温度测量系统，我们还是觉得这类传感器比较适合测量人体温度。
四、测量电路可行性分析
下图为光纤辐射温度传感器的设计框图，光纤探头接受由被测物体温度决定的辐射能，并经过光纤传输到检测器，由光电器件转换成电信号，再经过电路转换、处理后显示出被测温度值，这种光纤辐射温度计与一般的辐射温度计相比，其明显的优点是测量探头可以不用水冷而测量，从而有利于克服环境的干扰，适合于在恶劣的工作条件下应用，由于光纤直径细小且可绕行好，因此也可以用于狭窄或者视听不好的场所，此外还可以用多个探头，借助于扫描器进行转换，构成多点温度测量系统。
五、总体设计方案
光扫描器

检测器
转换器
控制器
光纤
光纤

传感器的主要技术指标
精确度
3﹪
测量范围
0-80mm
线性度
1﹪～3﹪
允许误差
±0.05mm
分辨率
0.001mm
工作温度
10-70℃
在线测量

七、系统误差分析与评价
恒定系统误差；误差值不随某些测量条件的变化而变化。例如；砝码标准量值的误差及某些仪器的调整偏差都会使我们的测量结果引入恒定的系统误差
变值系统误差；
★累计性系统误差：误差的数据随某些检测系统变化而逐渐增加或逐渐减小。例如；电阻的阻值随温度的升高而逐渐增大引起了测量结果的变化
★周期性系统误差：误差的数据随某些测量条件周期性变化。例如；由于电源滤波不好，造成仪器示值随电压周期变化。

★按复杂规律变化的系统误差：误差变化规律复杂，但其规律经多次测量具有重复性，因而可用曲线、表格或经验公式表示
消除方法
恒定系统误差：我们可以用零值法（又称平衡法）消除，它是把被测量与作为计量单位的标准已知量进行比较，使其效应相互抵消，当两者的差值为零时，被测量就等于已知的标准量，这样我们就消除了恒定系统误差。