電子體溫計PCBA的技術參數(shù)與性能:
測溫范圍:根據(jù)測溫計的類型和應用場景,測溫范圍可能有所不同。例如,電子體溫計的測溫范圍通常為32~42.9℃,而紅外測溫體溫計的測溫范圍可能更廣。
測量精度:測溫計的測量精度是衡量其性能的重要指標。高質(zhì)量的測溫計通常具有高精度,如±0.1℃或±0.2℃等。
測溫速度:測溫速度越快,用戶體驗越好。一些先進的測溫計可以在幾秒鐘內(nèi)完成測溫。
功耗:低功耗是測溫計MCU芯片方案的重要特點之一。通過優(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,延長電池壽命。
穩(wěn)定性與可靠性:測溫計需要具有良好的穩(wěn)定性和可靠性,以確保在不同環(huán)境下都能準確測量溫度。
電子體溫計的溫度傳感器主要有以下幾種類型:
熱敏電阻溫度傳感器
工作原理:熱敏電阻是一種對溫度敏感的半導體元件,其電阻值隨溫度的變化而顯著變化。通常具有負溫度系數(shù)(NTC),即溫度升高時電阻值降低,溫度降低時電阻值升高。通過測量熱敏電阻的電阻值變化,可間接測量出人體溫度。
特點: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,可實現(xiàn)小型化設計,適合用于電子體溫計的探頭部位。但它的線性度相對較差,需要通過軟件算法進行校準和補償,以提高測量精度。
熱電偶溫度傳感器
工作原理:由兩種不同材料的導體組成閉合回路,當兩個接點處的溫度不同時,回路中會產(chǎn)生熱電勢,該電勢與溫度差成正比。通過測量熱電勢來計算出被測物體的溫度。
特點:測量精度高,穩(wěn)定性好,能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)工作。響應速度快,可快速測量出溫度變化。但輸出信號較弱,需要配備專門的信號放大電路。而且熱電偶的材料成本相對較高,在電子體溫計中不如熱敏電阻應用廣泛。
集成溫度傳感器
工作原理:將溫度敏感元件、信號處理電路和輸出接口等集成在一個芯片上。它利用半導體的物理特性,如晶體管的基極-發(fā)射極電壓與溫度的關系,來測量溫度,并通過內(nèi)部的電路將溫度信號轉換為數(shù)字信號或模擬信號輸出。
特點:精度高,線性度好,無需復雜的校準和補償電路。具有數(shù)字輸出接口,便于與微控制器直接連接,簡化了電路設計。同時,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,其成本相對較高,且測量范圍可能受到一定限制。
此外,還有基于紅外線測量原理的非接觸式溫度傳感器,常見于額溫槍等電子體溫計產(chǎn)品中。它通過檢測人體發(fā)出的紅外線輻射能量來測量體溫,具有快速、方便、衛(wèi)生等優(yōu)點,但測量精度可能受環(huán)境因素影響較大。
電子體溫計PCBA的控制電路主要由以下部分組成:
溫度傳感器電路
作用:負責感知人體溫度并將其轉換為電信號。
組成元件:常用的溫度傳感器是熱敏電阻,它的阻值會隨溫度變化而改變。此外,還包括一些輔助電阻、電容等元件,用于搭建合適的測量電路,如分壓電路,將熱敏電阻阻值的變化轉換為電壓的變化,以便后續(xù)電路進行處理。
信號放大電路
作用:由于溫度傳感器輸出的電信號通常比較微弱,需要進行放大處理,以提高信號的強度和質(zhì)量,便于后續(xù)的模數(shù)轉換和處理。
組成元件:主要由運算放大器組成,運算放大器可以對輸入的微弱信號進行放大。同時,還會搭配一些電阻、電容等元件,用于設置放大倍數(shù)、濾波等,以保證放大后的信號準確、穩(wěn)定。
模數(shù)轉換電路(ADC)
作用:將放大后的模擬電信號轉換為數(shù)字信號,因為微控制器只能處理數(shù)字信號。
組成元件:通常采用專門的模數(shù)轉換器芯片,它可以將連續(xù)變化的模擬信號離散化,轉換為數(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進行轉換。
微控制器電路(MCU)
作用:作為電子體溫計的核心控制部件,負責對數(shù)字信號進行處理和分析,根據(jù)預設的算法將數(shù)字信號轉換為對應的溫度值,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)、存儲器(如閃存、隨機存取存儲器)、定時器等功能模塊。此外,還會有一些晶振、復位電路等輔助元件,為微控制器提供穩(wěn)定的時鐘信號和復位功能。
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,方便用戶讀取。
組成元件:常見的顯示方式是液晶顯示屏(LCD),顯示電路包括LCD驅(qū)動芯片和相關的電阻、電容等元件。LCD驅(qū)動芯片負責將微控制器輸出的數(shù)字信號轉換為適合LCD顯示的信號,驅(qū)動LCD顯示相應的溫度數(shù)值。
電源電路
作用:為整個PCBA提供穩(wěn)定的電源供應,保證各個電路模塊正常工作。
組成元件:根據(jù)電子體溫計的供電方式(如電池供電),電源電路通常包括電池座、電壓轉換芯片、濾波電容等元件。電壓轉換芯片可以將電池的電壓轉換為各個電路模塊所需的穩(wěn)定電壓,濾波電容則用于去除電源中的雜波和干擾。
按鍵與報警電路(可選)
作用:按鍵電路用于用戶進行操作,如開關、模式切換等;報警電路用于在測量結果異常(如體溫過高或過低)時發(fā)出警報信號,提醒用戶。
組成元件:按鍵電路主要由按鍵開關和上拉或下拉電阻組成;報警電路可以采用蜂鳴器或LED指示燈,以及相關的驅(qū)動電路,如三極管驅(qū)動電路,用于控制蜂鳴器發(fā)聲或LED閃爍。