一种温度传感装置及医疗设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种温度传感装置，包括相串联的恒流源电路和温度传感电路，所述温度传感电路包括热敏电阻、参考电阻和模拟开关，所述热敏电阻的第一端连接所述模拟开关的电流通道Y2，所述热敏电阻的第二端连接所述模拟开关的电流通道Y0，所述参考电阻的第一端连接所述模拟开关的电流通道Y2，所述参考电阻的第二端连接所述模拟开关的电流通道Y1，所述恒流源电路的电流信号输出端与所述模拟开关连接。本实用新型还提供了一种医疗设备。本实用新型的有益效果是：利用模拟开关使恒流源分时驱动热敏电阻和参考电阻，以降低测量电路对系统电源电压的要求，简化电源电路，降低成本，同时保证高的测量精度。
【专利说明】一种温度传感装置及医疗设备

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及温度传感装置，尤其涉及一种温度传感装置及医疗设备。

【背景技术】
[0002] 温度测量在医疗设备中具有重要意义，例如测量人体体温、血液温度等用于反映 病人的生命体征。利用热敏电阻测量温度具有测量精度高、安全无毒、设备简单和价格低廉 等优势，因而热敏电阻被广泛应用于医疗领域温度测量设备中。
[0003] 热敏电阻分为正温度系数热敏电阻（Positive Temperature Coefficient Thermistor，PTC)和负温度系数热敏电阻（Negative Temperature Coefficient ThermistonNTC)两种，当热敏电阻温度发生变化时，其阻值发生变化。温度测量中通过测 量其电阻来获得测量温度。电阻测量通常不能直接进行，而需要测量流过电阻的电流和电 阻两端的压降。
[0004] 传统的热敏电阻测量电路是将热敏电阻和一个温度系数极小的参考电阻串联，参 考电阻阻值已知。由于流过热敏电阻和参考电阻的电流相等，二者的阻值正比于各自两端 的压降，由此可以计算得到热敏电阻的阻值。
[0005] 当今电子设备中低压、低功耗已成趋势，尤其在医疗设备中，无论从病人安全、设 备的便携性还是降低能耗方面，都需要降低系统电压。而传统的热敏电阻测量电路无论使 用电压源驱动还是电流源驱动都难以兼顾测量精度和较低的电源电压。若要求高的测量精 度，则需要热敏电阻阻值最大时两端压降接近后级电压测量电路（例如运算放大器和模数 转换器ADC等）的最大输入电压，此时串联电路的总压降为热敏电阻和参考电阻压降之和。 若降低串联电阻压降，则热敏电阻最大输出电压降低，影响测量精度。


【发明内容】

[0006] 为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种温度传感装置及医疗设备。
[0007] 本实用新型提供了一种温度传感装置，包括相串联的恒流源电路和温度传感电 路，所述温度传感电路包括热敏电阻、参考电阻和模拟开关，所述热敏电阻的第一端连接所 述模拟开关的电流通道Y2,所述热敏电阻的第二端连接所述模拟开关的电流通道Y0,所述 参考电阻的第一端连接所述模拟开关的电流通道Y2,所述参考电阻的第二端连接所述模拟 开关的电流通道Yl，所述恒流源电路的电流信号输出端与所述模拟开关连接，所述模拟开 关内设置一用于将电流通道YO、电流通道Yl、电流通道Y2分别接通电流通道Y的电流通道 切换电路。
[0008] 作为本实用新型的进一步改进，所述热敏电阻的第一端还连接所述模拟开关的电 压测量通道X2,所述热敏电阻的第二端还连接所述模拟开关的电压测量通道X0,所述参考 电阻的第一端还连接所述模拟开关的电压测量通道X2,所述参考电阻的第二端还连接所述 模拟开关的电压测量通道XI。
[0009] 作为本实用新型的进一步改进，所述模拟开关内设置一用于将电压测量通道X0、 电压测量通道XI、电压测量通道X2分别接通电压测量通道X的电压测量通道切换电路。。 [0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述模拟开关的电压测量通道X2、电流通道Y2分 别接地或者分别接正电压源或者分别接负电压源。
[0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述恒流源电路包括运算放大器、三极管Q、电阻 R3、电阻R4,其中，所述运算放大器的反相输入端分别与所述电阻R4的一端、所述三极管Q 的发射极连接，所述电阻R4的另一端连接电压源VCC，，所述运算放大器的同相输入端接信 号Vin，所述运算放大器的输出端与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述 三极管Q的基极连接，所述三极管Q的集电极与所述模拟开关连接，所述三极管Q的集电极 与所述模拟开关的电流通道Y连接，所述模拟开关的电压测量通道X为电压信号输出端
[0012] 本实用新型还提供了一种医疗设备，包括如上述中任一项所述的温度传感装置， 还包括温度测量低通滤波电路、模数传感器和微处理器，所述模拟开关的电压信号输出端 与所述温度测量低通滤波电路的输入端连接，所述温度测量低通滤波电路的输出端与所述 模数传感器的输入端连接，所述模数传感器的输出端与所述微处理器的输入端连接，所述 微处理器的输出端与所述模拟开关的通道选择控制端口连接。
[0013] 作为本实用新型的进一步改进，所述模拟开关的电压测量通道X与所述温度测量 低通滤波电路的输入端连接，所述温度测量低通滤波电路的输出端与所述模数传感器的模 拟信号输入通道连接，所述模数传感器的数字信号输出端DOUT和通道选择端口 SW分别连 接微处理器，所述微处理器的输出端分别与所述模拟开关的通道选择控制端口 A、通道选择 控制端口 B连接。
[0014] 作为本实用新型的进一步改进，所述温度传感电路包括注射液温度传感电路和血 液温度传感电路，所述恒流源电路包括注射液温度传感恒流源电路和血液温度传感恒流源 电路，所述温度测量低通滤波电路包括注射液温度测量低通滤波电路和血液温度测量低通 滤波电路，所述注射液温度传感恒流源电路的电流信号输出端与所述注射液温度传感电路 连接，所述注射液温度传感电路的电压信号输出端与所述注射液温度测量低通滤波电路的 输入端连接，所述注射液温度测量低通滤波电路的输出端与所述模数传感器的模拟信号输 入通道CHl连接；所述血液温度传感恒流源电路的电流信号输出端与所述血液温度传感电 路连接，所述血液温度传感电路的电压信号输出端与所述注射液温度测量低通滤波电路的 输入端连接，所述注射液温度测量低通滤波电路的输出端与所述模数传感器的模拟信号输 入通道CH2连接；所述模数传感器的数字信号输出端DOUT和通道选择端口 SW分别连接所 述微处理器，所述注射液温度传感电路的通道选择控制端口 A、通道选择控制端口 B连接至 所述微处理器，所述血液温度传感恒流源电路的通道选择控制端口 A、通道选择控制端口 B 连接至所述微处理器。
[0015] 作为本实用新型的进一步改进，所述温度传感装置还包括第一电阻、第二电阻，第 一电容和第二电容，所述第一电阻的一端与所述注射液温度测量低通滤波电路的输出端连 接，所述第一电阻的另一端分别与所述模数传感器的模拟信号输入通道CH1、第一电容的一 端连接，所述第一电容的另一端接地；所述第二电阻的一端与所述注射液温度测量低通滤 波电路的输出端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述模数传感器的模拟信号输入通道 CH2、第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地。
[0016] 作为本实用新型的进一步改进，所述注射液温度测量低通滤波电路和所述血液温 度测量低通滤波电路均为二阶有源低通滤波电路。
[0017] 本实用新型的有益效果是：利用模拟开关使恒流源分时驱动热敏电阻和参考电 阻，以降低测量电路对系统电源电压的要求，简化电源电路，降低成本，同时保证高的测量 精度。

【专利附图】

【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型一种温度传感装置的原理图；
[0019] 图2是本实用新型一种温度传感装置的心输出量测量电路图。

【具体实施方式】
[0020] 下面结合【专利附图】

【附图说明】及【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0021] 如图1所示，一种温度传感装置，包括相串联的恒流源电路11和温度传感电路12， 其中，温度传感电路12,包括热敏电阻121、参考电阻122和模拟开关123。热敏电阻121的 一端分别接模拟开关123的电压测量通道X2、电流通道Y2,热敏电阻121的另一端分别接 模拟开关123的电压测量通道X0、电流通道YO ;参考电阻122的一端分别接模拟开关123 的电压测量通道X2、电流通道Y2,参考电阻122的另一端分别接模拟开关123的电压测量 通道Xl、电流通道Yl。模拟开关123的电压测量通道X2、电流通道Y2连接热敏电阻121和 参考电阻122的公共端口 G，温度传感电路12以模拟开关123的电流通道Y和端口 G串联 入恒流源电路11提供的驱动电流路径中。
[0022] 图1中，恒流源电路11提供的电流由模拟开关123的电流通道Y流入，从热敏电 阻121和参考电阻122的公共端口 G流出，但本实用新型所保护电路的电流方向不限于由 热敏电阻121和参考电阻122的公共端G流出。
[0023] 参考电阻122的温度系数远低于常用电阻元件，一般可以认为不随温度变化。
[0024] 图1所示模拟开关123的型号可以优选为MAX4582,为双路多通道模拟开关，端口 A、B为通道选择控制端口，功能表如表1，本实用新型提供的一种温度传感装置的温度传感 电路12中使用通道0、1和2。本实用新型提供的一种温度传感装置中模拟开关123的型号 不限于MAX4582。
[0025] 表1模拟开关MAX4582功能表
[0026]

【权利要求】
1. 一种温度传感装置，其特征在于：包括相串联的恒流源电路和温度传感电路，所述 温度传感电路包括热敏电阻、参考电阻和模拟开关，所述热敏电阻的第一端连接所述模拟 开关的电流通道Y2,所述热敏电阻的第二端连接所述模拟开关的电流通道Y0,所述参考电 阻的第一端连接所述模拟开关的电流通道Y2,所述参考电阻的第二端连接所述模拟开关的 电流通道Y1，所述恒流源电路的电流信号输出端与所述模拟开关连接，所述模拟开关内设 置一用于将电流通道Y0、电流通道Y1、电流通道Y2分别接通电流通道Y的电流通道切换电 路。
2. 根据权利要求1所述温度传感装置，其特征在于：所述热敏电阻的第一端还连接所 述模拟开关的电压测量通道X2,所述热敏电阻的第二端还连接所述模拟开关的电压测量通 道X0,所述参考电阻的第一端还连接所述模拟开关的电压测量通道X2,所述参考电阻的第 二端还连接所述模拟开关的电压测量通道XI。
3. 根据权利要求2所述的温度传感装置，其特征在于：所述模拟开关内设置一用于将 电压测量通道X0、电压测量通道XI、电压测量通道X2分别接通电压测量通道X的电压测量 通道切换电路。
4. 根据权利要求2所述的温度传感装置，其特征在于：所述模拟开关的电压测量通道 X2、电流通道Y2分别接地或者分别接正电压源或者分别接负电压源。
5. 根据权利要求2所述的温度传感装置，其特征在于：所述恒流源电路包括运算放大 器、三极管Q、电阻R3、电阻R4,其中，所述运算放大器的反相输入端分别与所述电阻R4的一 端、所述三极管Q的发射极连接，所述电阻R4的另一端连接电压源VCC，，所述运算放大器的 同相输入端接信号Vin，所述运算放大器的输出端与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3 的另一端与所述三极管Q的基极连接，所述三极管Q的集电极与所述模拟开关连接，所述三 极管Q的集电极与所述模拟开关的电流通道Y连接，所述模拟开关的电压测量通道X为电 压信号输出端。
6. -种医疗设备，其特征在于：包括如权利要求1至5中任一项所述的温度传感装置， 还包括温度测量低通滤波电路、模数传感器和微处理器，所述模拟开关的电压信号输出端 与所述温度测量低通滤波电路的输入端连接，所述温度测量低通滤波电路的输出端与所述 模数传感器的输入端连接，所述模数传感器的输出端与所述微处理器的输入端连接，所述 微处理器的输出端与所述模拟开关的通道选择控制端口连接。
7. 根据权利要求6所述的医疗设备，其特征在于：所述模拟开关的电压测量通道X与 所述温度测量低通滤波电路的输入端连接，所述温度测量低通滤波电路的输出端与所述模 数传感器的模拟信号输入通道连接，所述模数传感器的数字信号输出端DOUT和通道选择 端口 SW分别连接微处理器，所述微处理器的输出端分别与所述模拟开关的通道选择控制 端口 A、通道选择控制端口 B连接。
8. 根据权利要求7所述的医疗设备，其特征在于：所述温度传感电路包括注射液温度 传感电路和血液温度传感电路，所述恒流源电路包括注射液温度传感恒流源电路和血液温 度传感恒流源电路，所述温度测量低通滤波电路包括注射液温度测量低通滤波电路和血液 温度测量低通滤波电路，所述注射液温度传感恒流源电路的电流信号输出端与所述注射液 温度传感电路连接，所述注射液温度传感电路的电压信号输出端与所述注射液温度测量低 通滤波电路的输入端连接，所述注射液温度测量低通滤波电路的输出端与所述模数传感器 的模拟信号输入通道CH1连接；所述血液温度传感恒流源电路的电流信号输出端与所述血 液温度传感电路连接，所述血液温度传感电路的电压信号输出端与所述注射液温度测量低 通滤波电路的输入端连接，所述注射液温度测量低通滤波电路的输出端与所述模数传感器 的模拟信号输入通道CH2连接；所述模数传感器的数字信号输出端DOUT和通道选择端口 SW分别连接所述微处理器，所述注射液温度传感电路的通道选择控制端口 A、通道选择控 制端口 B连接至所述微处理器，所述血液温度传感恒流源电路的通道选择控制端口 A、通道 选择控制端口 B连接至所述微处理器。
9. 根据权利要求8所述的医疗设备，其特征在于：所述温度传感装置还包括第一电阻、 第二电阻，第一电容和第二电容，所述第一电阻的一端与所述注射液温度测量低通滤波电 路的输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述模数传感器的模拟信号输入通道CH1、 第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地；所述第二电阻的一端与所述注射液温 度测量低通滤波电路的输出端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述模数传感器的模拟 信号输入通道CH2、第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地。
10. 根据权利要求8所述的医疗设备，其特征在于：所述注射液温度测量低通滤波电路 和所述血液温度测量低通滤波电路均为二阶有源低通滤波电路。
【文档编号】A61B5/01GK204072062SQ201420450471
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】赵清倩, 秦钊 申请人:深圳市理邦精密仪器股份有限公司