一种用于医药行业的多路热源测温仪的制作方法

1.本发明涉及医药行业技术领域，特别是一种用于医药行业的多路热源测温仪。


背景技术：

2.医药行业应用动物模型，除了能克服社会的伦理和限制外，临床上初始为了考虑人的生命安全性，应用动物试验可以随时、大量的进行研究，这些和临床试验相对，均具有不可替代的特点和优点。在将动物进行口服或注射后，体温变化是非常重要、非常直观的一项监测是否健康的指标。现有采用精度高的热电阻测温装置来进行检测，热电阻传感器是一种电阻值随环境温度变化而改变的温度传感器，通过对其电阻值测量即可得到对应的温度值。但现有的热电阻测温仪测温范围广，一般用于工业上，测试温度范围从-200℃～+200℃不等，但是由于测试范围较宽，测试对应的精度往往较低，一般为
±
2℃甚至更差，无法满足医药行业的动物源体测试精度要求(一般测试精度为0.1℃或0.05℃，测试范围34℃～43℃即可),无法适应动物模型试验中体温的细微变化；需要频繁测试动物体温的实时变化是，现有测温仪需要人为操作的进行探头移动、插拔操作，既影响测试效率又影响测试精度。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提出一种线性度好、采样精度高的用于医药行业的多路热源测温仪。
4.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是
5.一种用于医药行业的多路热源测温仪，所述测温仪包括8路采集电路、调理放大电路组、多路模拟器切换模块、接口模块以及微处理模块；所述采集电路包括8路pt100铂热电阻的探头，所述探头采集电阻后在调理放大电路进行信号放大，上传至多路模拟器切换模块；所述多路模拟器切换模块通过接收微处理模块的控制管脚的高低电平信号，分别将各路输入的模拟信号传输至微处理模块的模数转换管脚。
6.进一步的，所述调理放大电路由ad623放大器、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和电容c1，所述pt100铂热电阻、电阻r1、电阻r2、电阻r3构成电桥电路，所述pt100铂热电阻和r1桥臂之间、电阻r2和电阻r3桥臂之间电路连接至放大器的输入端，所述放大器的rg脚上并联增益电阻r4，所述电容c1连接至放大器的vs脚。
7.更进一步的，所述增益电阻r4的阻值为383ω，所述放大器放大的倍数为262.1。
8.再进一步的，所述电阻r1的阻值为1kω；电阻r2的阻值为1kω；电阻r3的阻值为113ω。
9.进一步的，所述多路模拟器切换模块采用12位数据转换系统的max186芯片，包括8通道多路转换电路、宽带跟踪/保持电路和串行接口电路，所述8通道多路转换电路分别连接各路采集电阻对应的调理放大电路。
10.进一步的，所述接口模块包括控制芯片、fifo存储器、通用可编程接口电路、串行
接口引擎电路和usb接口电路，所述控制芯片采用控制器cy7c68013，所述fifo存储器采用at24c64存储器。
11.进一步的，所述控制芯片的引脚dplus、引脚dminus分别通过电阻连接usb接口芯片的输出引脚和输入引脚；所述控制芯片的引脚scl、引脚sda分别串联所述fifo存储芯片的引脚scl、引脚sda，其串联线路上均并联有2.2k电阻，所述fifo存储芯片的引脚a0通过10k电阻连接至电源电压。
12.进一步的，所述测温仪采用单极性
±
5v供电，输入范围为0～﹢4.096v。
13.本发明用于医药行业的多路热源测温仪采用8路pt100电阻探头的桥接电路和高倍数的放大电路，大大提高了温度采样精度，采样精度可达0.05℃；采用8路pt100电阻探头扩大其探温的面积，保证探头探温的准确性，使用时根据各路探温结果，可剔除探测温差异于其他探头的探测数据，避免探头失误导致结果的误差。该测温仪还具有线性度好、性能稳定的优点。此外，测温系统采用usb接口，支持热插拔、接口简单，有助于医药试验中动物体温变换的实时统计，排除了人为测试的干扰因素，大大提高了测试工作的效率。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，还可根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明多路热源测温仪的结构示意图；
16.图2为本发明测温电桥电路示意图；
17.图3为本发明ad采集电路示意图；
18.图4为本发明接口电路示意图；
19.图5为试验例中的动物温度曲线示意图。
具体实施方式
20.为了使本技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
21.图1所示，本发明一种用于医药行业的多路热源测温仪，所述测温仪包括8路采集电路、调理放大电路组、多路模拟器切换模块、接口模块以及微处理模块；所述采集电路包括8路pt100铂热电阻的探头，所述探头采集电阻后在调理放大电路进行信号放大，上传至多路模拟器切换模块；所述多路模拟器切换模块通过接收微处理模块的控制管脚的高低电平信号，分别将各路输入的模拟信号传输至微处理模块的模数转换管脚。微处理模块通过ad采集传感器pt100的阻值变化，从而对应的算出对应的温度值，并通过usb口传至上位计算机进行分析；其中，采用8路pt100电阻探头扩大其探温的面积，使用时根据各路探温结果，可剔除探测温差异于其他探头的探测数据，避免探头失误导致结果的误差，保证探头探温的准确性；而具体的标准数据可根据差值在标准范围内的各个探温结构计算平均值获得。
22.其中，温度传感器采用pt100铂热电阻，其阻值跟温度变化成正比；在0℃时阻值为
100ω，阻值会随着温度上升而均匀增长。由于本发明测温仪所测对象的动物体温范围在34℃～43℃之间变化，需要准确度达到0.05℃，对照pt100电阻阻值与温度对应关系，pt100阻值从113.22ω变化至116.70ω，而在此温度范围内每变化0.05℃阻值变化约为0.38ω/20＝0.019ω。由于信号变化非常微弱，需要进行信号的放大，以便ad进行采集处理。
23.具体的，所述调理放大电路由ad623放大器、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和电容c1，所述pt100铂热电阻、电阻r1、电阻r2、电阻r3构成电桥电路，所述pt100铂热电阻和r1桥臂之间、电阻r2和电阻r3桥臂之间电路连接至放大器的输入端，所述放大器的rg脚上并联增益电阻r4，所述电容c1连接至放大器的vs脚。本发明采用电桥对电阻进行最准确的测量，其中采用ad623仪表放大器，它能在单电源下提供满电源幅度的输出，可允许使用单个增益设置电阻进行增益编程，以得到更好的灵活性。在此桥电路采用383ω的增益电阻进行设置，放大倍数为：1+100kω/383ω＝262.1。所述电阻r1的阻值为1kω；电阻r2的阻值为1kω；电阻r3的阻值为113ω。
24.测温电桥电路具体见图2所示，用测温电阻作为桥电路的一臂，当pt100随温度的变化而发生阻值变化，相应的v2-v1也会发生变化，通过将微弱变化的信号放大后再进入ad采集。
25.当温度为36℃时：
26.v1＝5v*(r3/r2+r3)＝508mv v2＝5v*(r3/r2+r3)＝512mv
27.当温度为37℃时:
28.v1＝5v*(r3/r2+r3)＝508mv v2＝5v*(r3/r2+r3)＝513mv
29.此时v2变化513mv-512mv＝1mv,则变化0.05℃约变化0.05mv，放大262.1倍后为13.105mv。这时便可以通过ad进行采集。
30.图3所示的ad采集电路，ad采用maxium公司的max186，为12位数据转换系统，包括8通道多路转换器、宽带跟踪/保持电路和串行接口，可实现高速转换和低功耗，可在单5v电源或
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5v电源下工作。模拟输入端口可通过软件配置为单极/双极性、单端/双端差分工作模式。
31.由于传感器数量为8路，max186内部便有8通道转换器，省去了外部多路转换器电路部分。采用单极性+5v供电即可满足使用要求，输入范围0～+4.096v便可满足采集要求。
32.另一方面，所述多路模拟器切换模块采用12位数据转换系统的max186芯片，包括8通道多路转换电路、宽带跟踪/保持电路和串行接口电路，所述8通道多路转换电路分别连接各路采集电阻对应的调理放大电路。
33.所述接口模块包括控制芯片、fifo存储器、通用可编程接口电路、串行接口引擎电路和usb接口电路，所述控制芯片采用控制器cy7c68013，可直接控制max186进行转换，并将采集的数据通过usb接口传至上位计算机；所述fifo存储器采用at24c64存储器。
34.如图4所示，所述控制芯片的引脚dplus、引脚dminus分别通过电阻连接usb接口芯片的输出引脚和输入引脚；所述控制芯片的引脚scl、引脚sda分别串联所述fifo存储芯片的引脚scl、引脚sda，其串联线路上均并联有2.2k电阻，所述fifo存储芯片的引脚a0通过10k电阻连接至电源电压。
35.试验例
36.目前本测温仪已成功应用于石家庄某制药厂，试验动物为健康合格的家兔，体重
1.7kg以上，雌兔应无孕；通过注射热源试验药品后持续采集家兔体温，观察其是否在正常范围内。
37.测试过程：首先将家兔进行试验药物注射，注射后将pt100探头插入家兔体内，每隔30分钟测温1次，共6次。6次体温均在38.0℃～39.6℃的范围内，且温度显示精度均可达到0.05℃。
38.测试温度结果如图5，经实际应用，温度显示精度可达0.05℃，很好的满足了医药行业中试验动物体温的测量。
39.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
40.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质如rom/ram、磁碟、光盘中，包括若干程序用以使得一台终端设备可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等执行本发明各个实施例所述的方法。
41.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种用于医药行业的多路热源测温仪，其特征在于，所述测温仪包括8路采集电路、调理放大电路组、多路模拟器切换模块、接口模块以及微处理模块；所述采集电路包括8路pt100铂热电阻的探头，所述探头采集电阻后在调理放大电路进行信号放大，上传至多路模拟器切换模块；所述多路模拟器切换模块通过接收微处理模块的控制管脚的高低电平信号，分别将各路输入的模拟信号传输至微处理模块的模数转换管脚。2.如权利要求1所述的用于医药行业的多路热源测温仪，其特征在于，所述调理放大电路由ad623放大器、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和电容c1，所述pt100铂热电阻、电阻r1、电阻r2、电阻r3构成电桥电路，所述pt100铂热电阻和r1桥臂之间、电阻r2和电阻r3桥臂之间电路连接至放大器的输入端，所述放大器的rg脚上并联增益电阻r4，所述电容c1连接至放大器的vs脚。3.如权利要求2所述的用于医药行业的多路热源测温仪，其特征在于，所述增益电阻r4的阻值为383ω，所述放大器放大的倍数为262.1。4.如权利要求2所述的用于医药行业的多路热源测温仪，其特征在于，所述电阻r1的阻值为1kω；电阻r2的阻值为1kω；电阻r3的阻值为113ω。5.如权利要求1所述的用于医药行业的多路热源测温仪，其特征在于，所述多路模拟器切换模块采用12位数据转换系统的max186芯片，包括8通道多路转换电路、宽带跟踪/保持电路和串行接口电路，所述8通道多路转换电路分别连接各路采集电阻对应的调理放大电路。6.如权利要求1所述的用于医药行业的多路热源测温仪，其特征在于，所述接口模块包括控制芯片、fifo存储器、通用可编程接口电路、串行接口引擎电路和usb接口电路。7.如权利要求6所述的用于医药行业的多路热源测温仪，其特征在于，所述控制芯片采用控制器cy7c68013，所述fifo存储器采用at24c64存储器。8.如权利要求6所述的用于医药行业的多路热源测温仪，其特征在于，所述控制芯片的引脚dplus、引脚dminus分别通过电阻连接usb接口芯片的输出引脚和输入引脚；所述控制芯片的引脚scl、引脚sda分别串联所述fifo存储芯片的引脚scl、引脚sda，其串联线路上均并联有2.2k电阻，所述fifo存储芯片的引脚a0通过10k电阻连接至电源电压。9.如权利要求1所述的用于医药行业的多路热源测温仪，其特征在于，所述测温仪采用单极性
±
5v供电，输入范围为0～﹢4.096v。

技术总结
本发明涉及一种用于医药行业的多路热源测温仪，所述测温仪包括8路采集电路、调理放大电路组、多路模拟器切换模块、接口模块以及微处理模块；所述采集电路包括8路PT100铂热电阻的探头，所述探头采集电阻后在调理放大电路进行信号放大，上传至多路模拟器切换模块；所述多路模拟器切换模块通过接收微处理模块的控制管脚的高低电平信号，分别将各路输入的模拟信号传输至微处理模块的模数转换管脚。该多路热源测温仪采用PT100电阻的桥接电路和高倍数的放大电路，大大提高了温度采样精度，采样精度可达0.05℃；还具有线性度好、性能稳定的优点。点。点。


技术研发人员：王有闯 李建钊 常坤 修宏明
受保护的技术使用者：北京航天科颐技术有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/6