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耳式體溫計(jì)以及在耳式體溫計(jì)中使用的測(cè)定裝置主體的制作方法

文檔序號(hào):6143657閱讀:235來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):耳式體溫計(jì)以及在耳式體溫計(jì)中使用的測(cè)定裝置主體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及測(cè)定測(cè)溫對(duì)象者的體溫的溫度計(jì),特別是涉及在耳孔中插入測(cè)溫
部來(lái)測(cè)量鼓膜的溫度的耳式體溫計(jì)以及在耳式體溫計(jì)中使用的測(cè)定裝置主體。
背景技術(shù)
參照?qǐng)D15以及圖16說(shuō)明現(xiàn)有的耳式體溫計(jì)的有代表的例子。圖15是表示現(xiàn)有 的耳式體溫計(jì)的動(dòng)作原理的電路方框圖,圖16是現(xiàn)有的耳式體溫計(jì)的測(cè)溫部的縱剖面圖。 如圖15所示,現(xiàn)有的具有代表性的耳式體溫計(jì)的探頭10使用溫差電堆11。 一般,溫差電堆 通過(guò)冷接點(diǎn)和熱接點(diǎn)之間的溫度差產(chǎn)生電位差(塞貝克(seebeck)效應(yīng))。為了將溫差電 堆用作溫度測(cè)定用探頭,與熱電偶相同需要進(jìn)行室溫(環(huán)境溫度)補(bǔ)償。
在測(cè)溫對(duì)象者的體溫與溫差電堆11的冷接點(diǎn)溫度相同時(shí),探頭10的輸出成為零 (零點(diǎn))。另一方面,在測(cè)溫對(duì)象者的體溫比溫差電堆11的冷接點(diǎn)溫度高時(shí),探頭10的輸 出非線性地增大。 在使用探頭10測(cè)定體溫時(shí),探頭10的輸出微弱。為此,通過(guò)信號(hào)放大器13將探 頭10的輸出增大到可以進(jìn)行信號(hào)處理的等級(jí)。通過(guò)線性化器14a使非線性輸出線性化。另 一方面,因?yàn)闊崦綦娮?2的輸出也是非線性,所以通過(guò)線性化器14b進(jìn)行線性化。
在環(huán)境溫度穩(wěn)定的狀態(tài)下,熱敏電阻12的溫度與溫差電堆11的冷接點(diǎn)溫度相 同。將來(lái)自探頭10的輸出線性化后的信號(hào)成為熱敏電阻12的溫度與測(cè)溫對(duì)象者的體溫的 差。因此,通過(guò)輻射率修整器15修正將探頭10的輸出進(jìn)行線性化后的信號(hào),在通過(guò)加法器 16對(duì)該修正信號(hào)和將熱敏電阻12的輸出線性化后的信號(hào)進(jìn)行室溫補(bǔ)償或冷接點(diǎn)溫度補(bǔ)償 后,如果通過(guò)溫度換算器17進(jìn)行環(huán)境溫度補(bǔ)償,則可以求出測(cè)溫對(duì)象的體溫。在顯示器18 中顯示體溫。 溫差電堆,個(gè)體之間的靈敏度的偏差大,所以即使為一定的溫度差,也會(huì)在輸出電 壓中產(chǎn)生偏差。為此,需要對(duì)各個(gè)使用溫差電堆的探頭進(jìn)行靈敏度調(diào)整(校正作業(yè))。溫差 電堆的紅外線吸收膜(關(guān)于紅外線吸收膜和熱接點(diǎn)成為一體的部分,參照?qǐng)D16的116)吸 收來(lái)自測(cè)溫對(duì)象者的紅外線從而溫度上升,但還從溫差電堆的封裝對(duì)紅外線吸收膜輻射紅 外線。在通常的使用方法中,可將封裝視為與溫差電堆的散熱器(吸熱部)為相同的溫度, 當(dāng)由于外部的原因給予急劇的溫度變化時(shí),在封裝的頭部和溫差電堆的散熱器之間產(chǎn)生溫 度差,探頭的輸出變得過(guò)于不穩(wěn)定。 因此,如圖16所示,為了對(duì)探頭IO均勻穩(wěn)定地施加溫差變化,在導(dǎo)熱性好的金屬 (例如鋁)保持器lll內(nèi)設(shè)置溫差電堆110,并且,作為阻熱材料由空氣層112和樹(shù)脂113 包圍地設(shè)置了蓋114。在溫差電堆110的前面設(shè)置金屬管115,減小來(lái)自測(cè)溫對(duì)象者的熱輻 射的影響。為了減小輻射率,對(duì)金屬管115實(shí)施鍍金,使其具有導(dǎo)波管的功能。作為冷接點(diǎn) 溫度補(bǔ)償用的傳感器,使用半導(dǎo)體、熱敏電阻等。但是,熱敏電阻由于生產(chǎn)成本低,精度好, 所以被廣泛使用。 當(dāng)溫差電堆冷接點(diǎn)和熱敏電阻的熱耦合差時(shí),產(chǎn)生溫差,無(wú)法進(jìn)行正確的測(cè)量。將熱敏電阻(未圖示)安裝在與溫差電堆iio相同的封裝內(nèi),提高溫差電堆冷接點(diǎn)部散熱器
和熱敏電阻的熱耦合度。即使是同一規(guī)格的熱敏電阻,在B常數(shù)(表示通過(guò)電阻溫度特性, 根據(jù)任意的兩點(diǎn)的溫度求出的電阻值變化的大小的常數(shù))具有偏差。所以在大的環(huán)境溫度 范圍內(nèi)保持精度是困難的。例如,當(dāng)通過(guò)電子體溫計(jì)的熱敏電阻使人體的測(cè)定溫度范圍為 34 42°時(shí),熱敏電阻精度只在8t:的范圍內(nèi)保持精度即可。但是,當(dāng)把溫差電堆的環(huán)境溫 度范圍設(shè)為5 40。時(shí),熱敏電阻精度必須在35t: (40-5 = 35)的范圍內(nèi)保持精度。
在圖16所示的探頭10的構(gòu)造中,在環(huán)境溫度上升過(guò)程中在溫差電堆110和探頭 10的頂端部之間產(chǎn)生溫度差,因?yàn)闇y(cè)溫部的溫度變得高于溫差電堆IIO,所以產(chǎn)生正方向
的誤差。在環(huán)境溫度下降過(guò)程中,在溫差電堆iio和傳感器頂端部之間產(chǎn)生溫度差,測(cè)溫部
的溫度變得低于溫差電堆IIO,產(chǎn)生負(fù)方向的誤差。為了減少該誤差,使用蓋114包圍溫差 電堆IIO,降低溫度變化的影響,但由于與測(cè)溫對(duì)象者的關(guān)系,在金屬保持器111的大型化 方面存在限制。作為針對(duì)環(huán)境溫度變化的誤差對(duì)策,計(jì)算溫差電堆封裝內(nèi)的熱敏電阻的每 單位時(shí)間的變化率來(lái)修正探頭輸出,減小誤差。 因此,本申請(qǐng)人在先前的專(zhuān)利申請(qǐng)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中,排除短時(shí)間的環(huán)境溫度
變化導(dǎo)致的影響,提出了不會(huì)產(chǎn)生由于環(huán)境溫度變化而導(dǎo)致的誤差的耳式體溫計(jì)。 所述專(zhuān)利文獻(xiàn)1的耳式體溫計(jì)具備探頭,該探頭包含樹(shù)脂制成的第一阻熱部件;
與第一阻熱部件的頂端連接的樹(shù)脂制成的第二高阻熱部件;覆蓋第一阻熱部件以及第二高
阻熱部件的保護(hù)蓋;在第一阻熱部件和第二高阻熱部件內(nèi)埋入的熱敏電阻細(xì)導(dǎo)線;以及在
熱敏電阻細(xì)導(dǎo)線的頂端折返部分的大體中央位置安裝的超高速響應(yīng)熱敏電阻。 根據(jù)所述專(zhuān)利文獻(xiàn)1的發(fā)明,熱敏電阻保持精度的溫度范圍,僅是測(cè)溫對(duì)象者的
體溫范圍即可,不必像現(xiàn)有的使用溫差電堆的耳式體溫計(jì)那樣,在整個(gè)測(cè)定環(huán)境溫度范圍
內(nèi)保持熱敏電阻的測(cè)定精度。結(jié)果,該專(zhuān)利申請(qǐng)的發(fā)明的探頭不會(huì)受到環(huán)境溫度的變化
(短時(shí)間的變化)的影響。 但是,所述專(zhuān)利文獻(xiàn)1的耳式體溫計(jì),存在難以小型化,耗電量大,電路復(fù)雜,因?yàn)?需要使用部分高價(jià)的部件所以整個(gè)成本升高等課題。 所述專(zhuān)利文獻(xiàn)1的耳式體溫計(jì)適合于短時(shí)間期間中的一次體溫測(cè)定,但不適合長(zhǎng) 時(shí)間期間中的連續(xù)體溫測(cè)定。在特殊使用條件下,例如在手術(shù)中的被實(shí)施者的體溫測(cè)定 等中,因?yàn)樵谑中g(shù)前的準(zhǔn)備階段取得了足夠的時(shí)間,所以在可以忽略某種程度的上升時(shí)間 (大約10分鐘左右)、可以忽略大的相對(duì)溫度以及快速的溫度變化(最大可以檢測(cè)到十分
鐘rc的溫度變化即可)、需要連續(xù)地測(cè)定溫度、環(huán)境溫度比較穩(wěn)定等使用條件下,所述專(zhuān)
利文獻(xiàn)1的耳式體溫計(jì)價(jià)格高,并不合適。 因此,為了得到可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)定測(cè)溫對(duì)象者的體溫,并且由于便宜可以用完 扔掉的耳式體溫計(jì),在而后的專(zhuān)利申請(qǐng)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)中,本申請(qǐng)人,提出了這樣一種耳 式體溫計(jì)與測(cè)定裝置主體連接的探頭,包含探頭主體部、與該探頭主體部結(jié)合的測(cè)溫部, 探頭主體部被形成為大體L字型圓筒形, 一端經(jīng)由電纜與所述測(cè)定裝置主體連接,另一端 與所述測(cè)溫部結(jié)合,測(cè)溫部包含與探頭主體結(jié)合的凸緣部分、從凸緣部分延伸的頂端部分, 在頂端部分的內(nèi)部中嵌入傳感鏡(sensor mirror),傳感鏡包含在內(nèi)部具有凹形反射面的 圓筒形保持器、從該圓筒形保持器的后方延伸的連接軸、在圓筒形保持器的前面空間中通 過(guò)導(dǎo)線支撐的測(cè)溫用第一傳感器以及修正用第二傳感器,以及覆蓋圓筒形保持器的前面的保護(hù)蓋,支撐第一以及第二傳感器的各導(dǎo)線貫穿測(cè)溫部以及探頭主體,與探頭電氣連接。
在所述專(zhuān)利文獻(xiàn)2的耳式體溫計(jì)中,在探頭中使用的熱敏電阻保持精度的溫度范 圍僅為測(cè)溫對(duì)象者的體溫變化范圍即可,不必像現(xiàn)有的使用溫差電堆的耳式體溫計(jì)那樣, 在整個(gè)測(cè)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)保證熱敏電阻的測(cè)定精度。在比較穩(wěn)定的環(huán)境溫度下,可以進(jìn) 行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)定??梢缘玫綔y(cè)溫電路簡(jiǎn)單,溫度校正被簡(jiǎn)化,探頭小型化,批量生產(chǎn)時(shí) 容易組裝,小型低價(jià)的耳式體溫計(jì)。因此,所述專(zhuān)利文獻(xiàn)2的耳式體溫計(jì)可以用完扔掉,向 測(cè)溫對(duì)象者的耳朵進(jìn)行安放變得穩(wěn)定確切,因此,特別對(duì)手術(shù)中的接受手術(shù)者測(cè)定體溫是 最適合的。 但是,在所述專(zhuān)利文獻(xiàn)2的耳式體溫計(jì)中,因?yàn)槌蔀樵跓崦綦娮鑳?nèi)通過(guò)導(dǎo)線支撐 第一以及第二傳感器的結(jié)構(gòu),所以,顯然,傳感器和導(dǎo)線的焊接作業(yè)、在熱敏電阻內(nèi)設(shè)置傳 感器的作業(yè)需要高度的熟練以及需要時(shí)間,并不適合批量生產(chǎn)。 此外,在為現(xiàn)有的耳式體溫計(jì)時(shí),存在測(cè)定裝置本體增大的問(wèn)題,希望進(jìn)一步小型 化。 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :特開(kāi)2006-250883號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :特開(kāi)2007-111363號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在所述專(zhuān)利文獻(xiàn)2的耳式體溫計(jì)中,做成可以容易地
將傳感器設(shè)置在熱敏電阻內(nèi)的結(jié)構(gòu),而產(chǎn)品的批量生產(chǎn)容易的耳式體溫計(jì)。 此外,本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)現(xiàn)有的小型化的耳式體溫計(jì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型
化的微控制器內(nèi)置的測(cè)定裝置主體。 作為本發(fā)明的一個(gè)特征的耳式體溫計(jì)具備與測(cè)定裝置主體連接的探頭,其探頭包 含探頭主體部和與該探頭主體部結(jié)合的測(cè)溫部。探頭主體部形成大體L字型的圓筒形,一 端經(jīng)由探頭與測(cè)定裝置主體連接,另一端與測(cè)溫部結(jié)合。測(cè)溫部包含與探頭主體部結(jié)合的 凸緣部分以及從該凸緣部分延伸的頂端部分,在頂端部分的內(nèi)部嵌入傳感鏡。傳感鏡包含 在內(nèi)部具有凹狀反射面的圓筒形保持器、從該圓筒形保持器的后方延伸的連接軸、具有規(guī) 定圖形的電路導(dǎo)體并且穿過(guò)圓筒形保持器的前面空間的柔性印刷電路基板、在該柔性印刷 電路基板的長(zhǎng)度方向上留有規(guī)定間隔地焊接在該柔性印刷電路基板的電路導(dǎo)體上的測(cè)溫 用第一傳感器以及修正用第二傳感器、以及覆蓋所述圓筒形保持器的前面的保護(hù)蓋。柔性 印刷電路基板在測(cè)溫部?jī)?nèi)與貫穿探頭主體的電纜的一端電氣連接。 在上述發(fā)明的耳式體溫計(jì)中,可以在傳感鏡的外周面中間部分的大體相對(duì)部位設(shè) 置第一突起和第二突起,在柔性印刷電路基板的一端,在分別與第一突起以及第二突起對(duì) 應(yīng)的部位設(shè)置第一定位孔以及第二定位孔。 此外,在以上發(fā)明的耳式體溫計(jì)中,可以在穿過(guò)圓筒形保持器的前面空間的柔性 印刷電路基板的中間部分設(shè)置紅外線透過(guò)孔,在該紅外線透過(guò)孔的兩側(cè)并且在基板的長(zhǎng)度 方向上配置了第一傳感器以及第二傳感器。 此外,在以上發(fā)明的耳式體溫計(jì)中,可以分別使第一以及第二突起與第一以及第 二定位孔卡合,在傳感鏡的外周面上沿著長(zhǎng)度方向引導(dǎo)柔性印刷電路基板的另一端,使基 板的另一端在測(cè)溫部?jī)?nèi)與貫穿探頭主體部的電纜的一端電氣連接。
此外,在上述發(fā)明的耳式體溫計(jì)中,在穿過(guò)圓筒形保持器的前面空間的柔性印刷 電路基板的中間部分,可以在該基板的一端設(shè)置儲(chǔ)熱導(dǎo)體。 作為本發(fā)明的另一特征的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體具備公共電壓線;作為電 源的內(nèi)置電池;連接器,其用于連接探頭插頭,并將公共電壓端子連接在所述公共電壓線 上;微控制器,其是控制所述探頭的溫度傳感器,并且輸入與來(lái)自所述溫度傳感器的測(cè)定 溫度對(duì)應(yīng)的電阻值輸出信號(hào),將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度值然后進(jìn)行輸出的刷新型微控制器,它 具有測(cè)試端口 、程序?qū)懭攵丝?、以及與所述公共電壓線連接的公共電壓端口 ,在對(duì)所述測(cè)試 端口施加了比第一規(guī)定電壓高的HIGH電壓時(shí)成為刷新模式,可以從所述寫(xiě)入端口寫(xiě)入程 序,在對(duì)所述測(cè)試端口施加了比所述第一規(guī)定電壓低的LOW電壓時(shí),成為運(yùn)行模式;電壓穩(wěn) 壓器,其與所述公共電壓線連接,輸出一定電壓的基準(zhǔn)電壓;以及模式切換電路,其與所所 述公共電壓線連接,在公共電壓比第二規(guī)定電壓高時(shí)對(duì)所述微控制器的測(cè)試端口施加所述 HIGH電壓,在所述公共電壓比所述第二規(guī)定電壓低時(shí)對(duì)所述微控制器的測(cè)試端口施加所述 LOW電壓,并且,對(duì)從所述公共電壓線向該模式切換電路流動(dòng)的漏電流進(jìn)行旁路使其與所述 電壓穩(wěn)壓器的輸出合流,所述連接器具有所述公共電壓端子、與所述內(nèi)置電池連接的電池 電源端子、與所述微控制器的寫(xiě)入端口連接的程序?qū)懭攵俗?、以及用于輸入與來(lái)自所述探 頭的溫度傳感器的測(cè)定溫度對(duì)應(yīng)的電阻值輸出信號(hào)的傳感器連接端子。
在上述發(fā)明的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體中,所述模式切換電路由以下部分構(gòu) 成PNP型晶體管,其在所述公共電壓線上連接了發(fā)射極,在所述測(cè)定端口上連接了集電 極,在所述公共電壓線上經(jīng)由偏置電阻連接了基極;第一電阻,其被插入在所述集電極和大 地之間,在該晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),使該集電極的電壓為所述HIGH電壓;第二電阻,其被插 入在所述晶體管的基極和所述穩(wěn)壓器的輸出之間。 此外,在上述發(fā)明的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體中,使所述模式切換電路成為在 公共電壓線和大地之間串聯(lián)連接兩個(gè)電阻,在所述兩個(gè)電阻的連接中點(diǎn)上連接作為比較器 工作的運(yùn)算放大器的+輸入端子,經(jīng)由另一電阻將所述運(yùn)算放大器的_端子與穩(wěn)壓器的輸 出線連接,將所述運(yùn)算放大器的輸出端子與微控制器測(cè)試端口連接的結(jié)構(gòu),并將其做成為 在對(duì)所述運(yùn)算放大器的+端子施加的電壓是高于對(duì)所述公共電壓線施加的電池電壓和程 序?qū)懭腚妷旱闹虚g電壓的電壓時(shí),使所述運(yùn)算放大器導(dǎo)通,將所述公共電壓線的公共電壓 作為HIGH電壓輸出給所述測(cè)試端口 ,在為低于所述中間電壓的電壓時(shí),使所述運(yùn)算放大器 翻轉(zhuǎn)成為不導(dǎo)通狀態(tài)。 此外,在上述發(fā)明的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體中,使所述模式切換電路成為在 所述公共電壓線和大地之間設(shè)置CMOS反相器,經(jīng)由電阻將所述CMOS反相器的開(kāi)關(guān)端子和 穩(wěn)壓器的輸出之間連接,將CMOS反相器的輸出與所述測(cè)試端口連接的結(jié)構(gòu),將所述CMOS反 相器做成為在對(duì)所述開(kāi)關(guān)端子施加的電壓為高于對(duì)所述公共電壓線施加的電池電壓和程 序?qū)懭腚妷旱闹虚g電壓的電壓時(shí),將所述公共電壓線的公共電壓作為HIGH電壓輸出給所 述測(cè)試端口 ,在為比所述中間電壓低的電壓時(shí),將通過(guò)所述電阻降壓后的所述穩(wěn)壓器的輸 出電壓作為L(zhǎng)OW電壓輸出給所述測(cè)試端口 。 并且,在上述發(fā)明的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體中,所述連接器,通過(guò)連接探頭側(cè) 連接器,經(jīng)由該探頭側(cè)連接器的被短路的兩個(gè)端子連接所述電池電源端子和公共電壓端 子,通過(guò)連接程序?qū)懭胙b置側(cè)連接器,在該程序?qū)懭雮?cè)連接器的所述第二規(guī)定電壓的電壓端子上連接所述公共電壓端子。 根據(jù)本發(fā)明的耳式體溫計(jì),在探頭中使用的傳感器(熱敏電阻)保持精度的溫度 范圍僅為測(cè)溫對(duì)象者的體溫變化范圍即可,不必像現(xiàn)有的使用溫差電堆的耳式體溫計(jì)那 樣,在整個(gè)測(cè)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)保證熱敏電阻的測(cè)定精度。在比較穩(wěn)定的環(huán)境溫度下,可以 進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)定。因?yàn)榭梢灶A(yù)先將傳感器焊接在柔性印刷電路基板的電路導(dǎo)體上, 所以可以簡(jiǎn)化組裝作業(yè),適于批量生產(chǎn)。并且,得到測(cè)溫電路簡(jiǎn)單,溫度校正被簡(jiǎn)化,探頭小 型化,小型低價(jià)的耳式體溫計(jì)。因此,基于本發(fā)明的耳式體溫計(jì)就可以用完扔掉,向測(cè)溫對(duì) 象者的耳朵進(jìn)行安放變得穩(wěn)定確切,特別是最適合于對(duì)手術(shù)中的接受手術(shù)者測(cè)定體溫。
此外,根據(jù)本發(fā)明的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,不是通過(guò)微控制器側(cè)的模式切 換開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行針對(duì)測(cè)定裝置主體中內(nèi)置的微控制器的程序?qū)懭肽J?刷新模式)和執(zhí)行寫(xiě) 入的程序的運(yùn)行模式的切換,而是如果對(duì)微控制器的測(cè)試端口施加的電壓為HIGH,則成為 刷新模式,如果為L(zhǎng)OW則成為運(yùn)行模式。因此,根據(jù)本發(fā)明,只要準(zhǔn)備使針對(duì)微控制器的測(cè) 試端口的施加電壓為HIGH電壓的程序?qū)懭胙b置,通過(guò)將該程序?qū)懭胙b置與該測(cè)定裝置主 體得連接器連接,就可使微控制器一側(cè)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到刷新模式。因此,根據(jù)本發(fā)明的耳式體溫 計(jì)的測(cè)定裝置,微控制器不需要模式切換開(kāi)關(guān),可以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu),使內(nèi)置它的裝置主體進(jìn) 一步小型化。 此外,根據(jù)本發(fā)明的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,在模式切換電路中使用晶體管, 在公共電壓線和集電極之間設(shè)置在該晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)使該集電極的電壓成為HIGH電 壓的第一電阻,在晶體管的基極和穩(wěn)壓器的輸出之間插入第二電阻,在晶體管截止時(shí),從公 共電壓線經(jīng)由第一、第二電阻向穩(wěn)壓器的輸出側(cè)流動(dòng)漏電流,與穩(wěn)壓器的輸出電流合流,由 此,在運(yùn)行模式時(shí)可以將穩(wěn)壓器自身的輸入電流削減所述漏電流的量,結(jié)果,即便插入了模 式切換電路,耗電量也幾乎沒(méi)有變化,可以抑制裝置主體的耗電,可長(zhǎng)時(shí)間維持電池的電 力。 此外,根據(jù)本發(fā)明的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,在模式切換電路中使用運(yùn)算放 大器,在使公共電壓為高電壓使運(yùn)算放大器翻轉(zhuǎn)導(dǎo)通時(shí),將該公共電壓作為HIGH電壓,輸 出給微控制器的測(cè)試端口 ,在使公共電壓為電池電壓的低電壓使運(yùn)算放大器再次翻轉(zhuǎn)時(shí), 成為不導(dǎo)通的狀態(tài),將運(yùn)算放大器的輸出電壓作為L(zhǎng)OW電壓輸出給微控制器的測(cè)試端口, 由此,在作為通常的工作狀態(tài)的微控制器的運(yùn)行模式時(shí),不在模式切換電路中流過(guò)電池電 流,結(jié)果,即便插入模式切換電路,耗電量也幾乎沒(méi)有變化,可以抑制測(cè)定裝置主體的耗電 量,可以長(zhǎng)時(shí)間維持電池的電力。 此外,根據(jù)本發(fā)明的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,在模式切換電路中使用CMOS反 相器,在CMOS反相器為輸出公共電壓的工作狀態(tài)時(shí),將該公共電壓作為HIGH電壓,輸出給 微控制器的測(cè)試端口, CMOS反相器進(jìn)行翻轉(zhuǎn),將穩(wěn)壓器的電壓作為L(zhǎng)OW電壓輸出給微控制 器的測(cè)試端口 ,由此,在作為通常的工作狀態(tài)的微控制器的運(yùn)行模式時(shí),不在模式切換電路 中流過(guò)電池電流,結(jié)果,即便插入模式切換電路,耗電量也幾乎沒(méi)有變化,可以抑制測(cè)定裝 置主體的耗電量,可以長(zhǎng)時(shí)間維持電池的電力。 并且,根據(jù)本發(fā)明的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,可以通過(guò)在連接器上連接探頭 側(cè)連接器,經(jīng)由探頭側(cè)連接器的被短路的兩個(gè)端子連接電池電源端子和公共電壓端子,通 過(guò)在相同的連接器上連接程序?qū)懭胙b置側(cè)連接器,在該程序?qū)懭雮?cè)連接器的第二規(guī)定電壓的電壓端子上連接公共電壓端子,可以通過(guò)在該連接器上連接探頭側(cè)連接器或者連接程序 寫(xiě)入裝置側(cè)連接器,對(duì)公共電壓線施加電池電壓來(lái)做成通常的運(yùn)行模式,或者在公共電壓 線上施加程序?qū)懭腚妷簛?lái)做成程序?qū)懭肽J?,可以使操作者不?huì)意識(shí)到模式切換地進(jìn)行微 控制器的模式切換。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)的方框圖。
圖2是上述實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)的電路方框圖。 圖3是構(gòu)成上述實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)的探頭的一部分的側(cè)剖圖。 圖4是上述實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)中的傳感鏡的縱剖面。 圖5是上述實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)中的構(gòu)成傳感鏡的柔性印刷電路基板的平面 圖。 圖6是從圖4的VI-VI線看去的傳感鏡的正面圖。 圖7是從圖6的箭頭VII方向看去的傳感鏡的立體圖。 圖8是從圖6的箭頭VIII方向看去的傳感鏡的立體圖。 圖9是上述實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)中的電阻值輸出電路的部分電路圖。 圖IO是上述實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)中的測(cè)定裝置主體內(nèi)的MCU模式切換功能部
的電路方框圖。 圖11是上述實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)中的測(cè)定裝置和探頭的連接器連接的說(shuō)明 圖。 圖12是上述實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)中的測(cè)定裝置主體和程序?qū)懭胙b置的連接器 連接的說(shuō)明圖。 圖13是本發(fā)明第二實(shí)施方式的測(cè)定裝置主體中的包含模式切換電路部分的模式 切換功能部的電路方框圖。 圖14是本發(fā)明第三實(shí)施方式的測(cè)定裝置主體中的包含模式切換電路部分的模式 切換功能部的電路方框圖。 圖15是表示現(xiàn)有例子的耳式體溫計(jì)的工作原理的方框圖。
圖16是現(xiàn)有例子的耳式體溫計(jì)的測(cè)溫部的縱剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)的設(shè)備結(jié)構(gòu),圖2表示電路結(jié)構(gòu)。如 圖l所示,本實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)1由插入到被測(cè)定者的耳孔中,將鼓膜的溫度作為測(cè)定 到的電阻值進(jìn)行輸出的探頭2、發(fā)送該探頭2的測(cè)定信號(hào),此外,向探頭2供給電源的電纜 3、公型連接器4、進(jìn)行溫度測(cè)定運(yùn)算處理以外的控制的測(cè)定裝置主體5、與該測(cè)定裝置主體 5連接的電纜6、與該電纜6的頂端連接的母型連接器7構(gòu)成。與測(cè)定裝置主體5的電纜6 連接的母型連接器7與顯示測(cè)定溫度的監(jiān)視器8連接。 如圖2所示,測(cè)定裝置主體5的主要構(gòu)成要素包括對(duì)與探頭2的測(cè)定溫度對(duì)應(yīng)的 電阻值進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換器51、對(duì)探頭2的溫度測(cè)定信號(hào)進(jìn)行放大的差動(dòng)放大器52、 進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算處理的控制信號(hào)處理電路53、將控制信號(hào)處理電路53求出的測(cè)定溫度數(shù)字信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為監(jiān)視器8 —側(cè)的溫度對(duì)應(yīng)模擬電阻值的電阻值輸出電路54、開(kāi)關(guān)組55 (開(kāi) 關(guān)S1 、 S2、 S3)、開(kāi)關(guān)線組56 (SL1 、 SL2、 SL3)、電阻組57 (Rl 、 R2、 R3、 R4)、電纜6、母型連接器 7。 探頭2在使用時(shí)經(jīng)由電纜3以及公型連接器4與測(cè)定裝置主體5的連接器501 (參 照?qǐng)D11、圖12)連接。探頭2具備后述的測(cè)溫用第一傳感器25以及修正用第二傳感器26。 傳感器25、26由熱敏電阻構(gòu)成。電阻R3、 R4在圖2中設(shè)置在探頭2內(nèi),但也可以將它們?cè)O(shè) 置在測(cè)定裝置主體5中。公型連接器4優(yōu)選常用的卡緣(card edge)連接器。在該卡中記 錄校正值等專(zhuān)用信息。 經(jīng)由電阻R3以及R4將探頭2的測(cè)溫用第一傳感器25以及修正用第二傳感器26 的檢測(cè)信號(hào)輸入給AD轉(zhuǎn)換器51,然后經(jīng)由開(kāi)關(guān)S2以及S3輸入到差動(dòng)放大器52。
AD轉(zhuǎn)換器51與控制信號(hào)處理電路53以及差動(dòng)放大器52連接,控制信號(hào)處理電路 53與電阻值輸出電路54連接。從控制信號(hào)處理電路53輸出數(shù)字信號(hào),從電阻值輸出電路 54輸出模擬信號(hào)??刂菩盘?hào)處理電路53經(jīng)由開(kāi)關(guān)組線組56與開(kāi)關(guān)組55連接。開(kāi)關(guān)組55 與差動(dòng)放大器52連接。 為了能夠容易地檢測(cè)來(lái)自第一傳感器25以及第二傳感器26的微小溫度差信號(hào), 優(yōu)選使AD轉(zhuǎn)換器51具有高精度高分辨力。電阻R1、R2、R3、R4是高精度電阻。Vref是AD 轉(zhuǎn)換器51的基準(zhǔn)電壓,是AD轉(zhuǎn)換值的滿刻度值。 如圖3 圖8所示,本實(shí)施方式的探頭2包含探頭主體部21、與探頭主體部21連 接的測(cè)溫部22、沿著探頭主體部21的外側(cè)設(shè)置的調(diào)整板23。探頭主體部21形成為由長(zhǎng)邊 部分211和彎曲短邊部分212形成的彎曲成大體L字型的圓筒形。長(zhǎng)邊部分211從測(cè)定對(duì) 象者9的耳孔9a的下方沿著臉的顳部延伸,彎曲短邊部分212與測(cè)溫部22的后述的凸緣 部分221結(jié)合。該大體L字型形狀使測(cè)溫部22的頂端部分222在測(cè)溫對(duì)象者9的耳孔9a 內(nèi)朝向鼓膜一側(cè),并且在安放時(shí)使探頭主體部21不從耳廓脫離或者不在耳廓上旋轉(zhuǎn)。電纜 3從探頭主體部21的下端延伸,與安裝了后述的第一傳感器25以及第二傳感器26的柔性 印刷電路基板246與公型連接器4電氣連接。為了在將探頭2安放到測(cè)溫對(duì)象者9的耳孔 9a中或者從耳孔9a中取出探頭2時(shí)容易操作,設(shè)置有調(diào)整板23。 測(cè)溫部22包含與探頭主體部21的彎曲短邊部分212結(jié)合的凸緣部分221、從凸緣 部分延伸的頂端部分222。以關(guān)閉耳孔9a的方式形成凸緣部分221,此外,與外耳道的復(fù)雜 形狀相吻合地形成頂端部分222。 構(gòu)成探頭2的探頭主體部21、測(cè)溫部22、調(diào)整板23、傳感鏡24由阻熱材料制成。
考慮到測(cè)溫對(duì)象者9的體質(zhì),優(yōu)選使用彈性材料或硅橡膠覆蓋測(cè)溫部22。 如上所述,本實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)1的探頭2包含探頭主體部21、測(cè)溫部22、調(diào)
整板23。測(cè)溫部22包含凸緣部分221、頂端部分222。如圖3所示,在測(cè)溫部22的頂端部
分222的內(nèi)部嵌入傳感鏡24。傳感鏡24例如可以是圖3所示的平行光聚光型傳感鏡或圖
4所示的點(diǎn)光源聚光型傳感鏡的任意一種。平行光聚光型傳感鏡向傳感器會(huì)聚圓筒形保持
器前面的平行光。點(diǎn)光源聚光型傳感鏡會(huì)聚來(lái)自鼓膜假設(shè)位置的點(diǎn)光源。為了使各個(gè)傳感
器25、26的組裝作業(yè)變得容易,使傳感鏡24與測(cè)溫部22為單獨(dú)的部件。 由絕緣型材料制成傳感鏡(點(diǎn)光源聚光型傳感鏡),如圖4所示,包含在內(nèi)部具有
凹形反射面241的比較長(zhǎng)的圓筒形保持器242、從保持器242的后方延伸的連接軸245、在
10保持器242的前面穿過(guò)的后述的柔性印刷電路基板246、與安裝在基板246上的后述的測(cè)溫
用第一傳感器25以及修正用第二傳感器26、覆蓋保持器前面的保護(hù)蓋27。 使傳感鏡24的反射面241優(yōu)選保持材料的鏡面精加工,或者進(jìn)一步在上面粘接金
屬(例如鋁)箔,或者進(jìn)行鍍鎳。保護(hù)蓋27可以是抑制輻射能損失,保護(hù)傳感器25、26的
材料。例如,優(yōu)選厚度為O. 015mm的聚乙烯薄板。將保護(hù)蓋27按入到傳感鏡24的圓筒形
保持器242以及連接軸245的外周面和測(cè)溫部22的頂端部分222的孔內(nèi)周面之間,來(lái)對(duì)其
進(jìn)行固定。 如圖5所示,柔性印刷電路基板246是柔性絕緣材料(例如聚乙烯等)形成的細(xì) 長(zhǎng)薄板,在其表面上印刷電路導(dǎo)體246d以及儲(chǔ)熱導(dǎo)體246e,并且紅外線透過(guò)孔246c、第一 定位孔246a、第二定位孔246b穿透該細(xì)長(zhǎng)薄板。將在后面對(duì)它們的作用進(jìn)行敘述。
如圖4、圖6 圖8所示,在傳感鏡24的圓筒形保持器242的外周面中間部分的 大體相向部位,設(shè)置第一突起242a以及第二突起242b。如圖5所示,在柔性印刷電路基板 246的一端,在分別與第一突起242a以及第二突起242b對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置第一定位孔246a 以及第二定位孔246b。第一突起242a以及第二突起242b分別與第一定位孔246a以及第 二定位孔246b卡合。如此,可以簡(jiǎn)單地將柔性印刷電路基板246的一端穿過(guò)傳感鏡24的 圓筒形保持器242的前面空間。 在傳感鏡24的圓筒形保持器242的外周面上,沿著長(zhǎng)度方向弓|導(dǎo)柔性印刷電路基 板246的另一端,使基板246的另一端與在探頭主體部21的頂端埋入的連接基板213連接。 如圖3所示,安裝有各個(gè)傳感器25、26的柔性印刷電路基板的另一端經(jīng)由連接基板213與 電纜3的頂端連接。如此,柔性印刷電路基板246在測(cè)溫部22內(nèi)與貫穿探頭主體部21內(nèi) 部的電纜3電氣連接。 如圖4、圖6 圖8所示,柔性印刷電路基板246的一端穿過(guò)圓筒形保持器242的 前面空間。如圖5所示,在與穿過(guò)圓筒形保持器242的前面空間的預(yù)定部位相當(dāng)?shù)娜嵝杂?刷電路基板246的中間部分設(shè)置紅外線透過(guò)孔246c。在該紅外線透過(guò)孔246c的兩側(cè),并 且沿基板246的長(zhǎng)度方向配置第一傳感器25以及第二傳感器26。柔性印刷電路基板246 在穿過(guò)圓筒形保持器242的前面空間之前,將傳感器25、26焊接在基板246的電路導(dǎo)體上 246d。如果這樣,在傳感鏡24上安裝傳感器25、26變得容易,不需要高超的技術(shù),可以批量 生產(chǎn)測(cè)溫部22。來(lái)自測(cè)溫對(duì)象者9的紅外線通過(guò)基板246的紅外線透過(guò)孔246c,被傳感鏡 24的反射面241反射到達(dá)傳感器25、26。此外,如圖5所示,優(yōu)選在與穿過(guò)圓筒形保持器242的前面空間的預(yù)定部位相當(dāng)
的柔性印刷電路基板246的中間部分,在該基板246的一端設(shè)置儲(chǔ)熱導(dǎo)體246e。儲(chǔ)熱導(dǎo)體
246e吸收到達(dá)基板246的紅外線,防止對(duì)于傳感器25、26的二次熱影響。 作為讀數(shù)試驗(yàn)的結(jié)果,可知探頭2的讀數(shù)由于外界溫度而受到影響。因此,除了測(cè)
溫用傳感器(第一傳感器25)之外,還設(shè)置另一傳感器(第二傳感器26),來(lái)修正外界溫度
的影響。 對(duì)于第一傳感器25以及第二傳感器26,使用具備小熱容量、高熱敏性、高紅外線 反應(yīng)溫度上升率等特性的熱敏元件。 作為試驗(yàn)的結(jié)果,確認(rèn)了在穿過(guò)傳感鏡24的圓筒形保持器242的前面空間的柔性 印刷電路基板246上,呈現(xiàn)聚光點(diǎn)成為最高的溫度分布。因此,如圖4所示,將測(cè)溫用第一
11傳感器25設(shè)置在傳感鏡24的反射面241的大體聚光點(diǎn)處。外界溫度修正用第二傳感器26 配置在離開(kāi)聚光點(diǎn)的位置上。傳感器25、26在同一基板上,所以幾乎同時(shí)升溫,修正變得更 簡(jiǎn)單。在第一傳感器25上涂布輻射率高(容易吸收紅外線并放熱),容易釋放由于紅外線 而產(chǎn)生的熱量的樹(shù)脂(例如,黑色硬化型的環(huán)氧)。在第二傳感器26上涂布難以吸收紅外 線的樹(shù)脂(例如,二液硬化型環(huán)氧樹(shù)脂)。 同時(shí)對(duì)第一傳感器25以及第二傳感器26進(jìn)行溫度校正。在該溫度校正中使用圖 2所示的測(cè)定裝置主體5,來(lái)測(cè)定測(cè)溫對(duì)象者9的體溫。首先,將探頭連接器4與測(cè)定裝置 主體5連接,將溫度插頭7與監(jiān)視器8連接。
a)偏移校正 接通開(kāi)關(guān)組55的開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2以及開(kāi)關(guān)S3。執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換,求出偏移值。 因?yàn)殡娮鑂1、R2已知,所以AD輸入值是已知。AD轉(zhuǎn)換值和AD輸入值的差是差動(dòng)放大器52 以及AD轉(zhuǎn)換器51的偏移誤差。偏移校正時(shí)的AD轉(zhuǎn)換器輸入VI成為R2/(R1+R2) XVref 。 在高精度AD轉(zhuǎn)換器的情況下,因?yàn)閷?duì)于每次測(cè)定都要執(zhí)行校正,所以可以忽略AD轉(zhuǎn)換器的 偏移誤差。因此,偏移誤差實(shí)質(zhì)上是由差動(dòng)放大器52引起的。
b)第一傳感器25的測(cè)定 接通開(kāi)關(guān)S2,關(guān)斷開(kāi)關(guān)Sl以及S3。執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換,求出AD轉(zhuǎn)換值。第一傳感器25 測(cè)定時(shí)的AD轉(zhuǎn)換輸入V2成為R3/(R3+RThl) XVref。其中,RThl是任意溫度下的第一傳感 器25的電阻值。 c)第二傳感器26的測(cè)定 接通開(kāi)關(guān)S3,關(guān)斷開(kāi)關(guān)S1以及S2。執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換,求出AD轉(zhuǎn)換值。第二傳感器26 測(cè)定時(shí)的AD轉(zhuǎn)換輸入V3成為R4/(R4+RTh2) XVref 。其中,RTh2是任意溫度下的第二傳感 器26的電阻值。 d)第一傳感器25和第二傳感器26的AD轉(zhuǎn)換值差 從第一傳感器25的AD轉(zhuǎn)換值中減去通過(guò)偏移校正求出的偏移值。根據(jù)該值和第 一傳感器25和第二傳感器26的AD轉(zhuǎn)換值的差的關(guān)系,求出要測(cè)定的目標(biāo)點(diǎn)的溫度。
將測(cè)定到的溫度數(shù)據(jù)從作為MCU(微控制器)的控制信號(hào)處理電路53,作為數(shù)字 信號(hào)輸出。此外,從電阻值輸出電路54輸出模擬信號(hào)。模擬信號(hào)是為了在傳感器(熱敏電 阻)輸入的監(jiān)視器8中,能夠顯示溫度。 通過(guò)控制信號(hào)處理電路53,將測(cè)定到的溫度對(duì)應(yīng)電阻值的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成表示溫 度值的數(shù)字信號(hào),然后輸出給電阻值輸出電路54。電阻值輸出電路54是圖9所示的結(jié)構(gòu), 是ll比特模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路,在將溫度值的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后進(jìn)行輸出。即,當(dāng) 從控制信號(hào)處理電路53的端口 P0 P10輸出了 11位的接通/斷開(kāi)的數(shù)字信號(hào)時(shí),與其對(duì) 應(yīng)的位數(shù)比特的模擬開(kāi)關(guān)AN0 AN11通過(guò)1 (HIGH)打開(kāi)(OFF),通過(guò)0 (Low)閉合(ON)。結(jié) 果,將模擬開(kāi)關(guān)ANi打開(kāi)的比特的電阻Ri的串聯(lián)合成電阻值轉(zhuǎn)換為與溫度值的數(shù)字信號(hào)對(duì) 應(yīng)的電阻值Rout。在該電阻值輸出電路54的AB端子之間施加了 Vcc的1/2的1. 5Vcc的 偏置電壓,作為結(jié)果,在AB端子之間輸出與電阻值Rout對(duì)應(yīng)的電流lout ( = Vcc/2Rout)。 監(jiān)視器8將該電流lout作為在熱敏電阻中流過(guò)的電流,求出與其對(duì)應(yīng)的電阻值,并且通過(guò) 電阻值/溫度轉(zhuǎn)換顯示溫度。 測(cè)定裝置主體5以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù) 定測(cè)定對(duì)象溫度為目的,其操作順序?yàn)?1)校正、(2)第一傳感器25的測(cè)定、(3)第二傳感器26的測(cè)定、(4)測(cè)定溫度計(jì)算、(5)溫度數(shù)據(jù)輸 出。連續(xù)地重復(fù)所述操作順序(1) (5)。 由此,根據(jù)本實(shí)施方式的耳式體溫計(jì),在探頭中使用的傳感器(熱敏電阻)保證精 度的溫度范圍僅是測(cè)溫對(duì)象者的體溫變化范圍即可,不必像現(xiàn)有的使用溫差電堆的耳式體 溫計(jì)那樣,在整個(gè)測(cè)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)保持熱敏電阻的測(cè)定精度,能夠在比較穩(wěn)定的環(huán)境 溫度下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)定。此外,因?yàn)榭梢灶A(yù)先將傳感器焊接在柔性印刷電路基板的 電路導(dǎo)體上,所以組裝作業(yè)簡(jiǎn)化成為適合于批量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。并且,可以實(shí)現(xiàn)溫度電路簡(jiǎn)單 化,溫度校正簡(jiǎn)略化,探頭小型化,小型并且低價(jià)的耳式體溫計(jì)。 然后,使用圖10 圖12,說(shuō)明針對(duì)微控制器MCU的模式切換電路500,微控制器 MCU為內(nèi)置在測(cè)定裝置主體5中的控制信號(hào)處理電路53。 如圖10所示,在微控制器MCU中準(zhǔn)備了多個(gè)輸入輸出端口 ,在此,僅表示與針對(duì)內(nèi) 置的閃速存儲(chǔ)器FLM的程序?qū)懭?包含新寫(xiě)入、覆蓋)有關(guān)的端口。 MCU具備測(cè)試端口 531、 公共電壓輸入端口 532、驗(yàn)證信號(hào)端口 533、程序?qū)懭攵丝?534、溫度信號(hào)輸入端口 535,內(nèi)置 有中央運(yùn)算處理裝置CPU、閃速存儲(chǔ)器FLM。 對(duì)于該MUC,在外部具備模式切換電路500。模式切換電路500從公共電壓線輸入 公共電壓Vcc,設(shè)置有在該公共電壓Vcc比規(guī)定電壓4V高時(shí)導(dǎo)通,在低時(shí)變?yōu)椴粚?dǎo)通的晶體 管QR、基極偏壓電阻R5 R7。晶體管QR的集電極一端與MCU的測(cè)試端子531連接,同時(shí) 經(jīng)由電阻R8與大地GND連接。 模式切換電路500的偏置電阻R5將公共電壓線Vcc作為輸入,與對(duì)AD轉(zhuǎn)換器51 輸出恒定的電壓的Vref的穩(wěn)壓器58的輸出線連接,使該偏置電阻R5中流過(guò)的電流與穩(wěn)壓 器58的輸出電流相吻合。對(duì)于AD轉(zhuǎn)換器51,參照上面的圖2進(jìn)行說(shuō)明,把作為溫度探頭2 的溫度檢測(cè)信號(hào)的電阻值模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),然后輸入給微控制器MCU的溫度信號(hào) 端口 535。 AD轉(zhuǎn)換器53用的基準(zhǔn)電壓Vref為2. 2V。從穩(wěn)壓器51對(duì)AD轉(zhuǎn)換器53施加該電 壓Vref = 2. 2V。此外,還對(duì)公共電壓線Vcc施加5V。電阻R8 = 30K Q ,電阻R6 =電阻R7 =100KQ ,電阻R5 = 90 95KQ 。由此,晶體管QR是通過(guò)比4V的Vcc高的電壓而接通 (導(dǎo)通),通過(guò)比4V低的電壓而斷開(kāi)(不導(dǎo)通)的設(shè)定。S卩,如果公共電壓線的電壓Vcc為 5V,則對(duì)微控制器MCU的測(cè)試端子531施加HIGH電壓,使該MCU轉(zhuǎn)移到程序?qū)懭肽J?。?一方面,如果公共電壓線的電壓Vcc為3V,則對(duì)微控制器MCU的測(cè)試端子531施加LOW電 壓,使該MCU成為通常的運(yùn)行模式。 如圖11、圖12所示,在測(cè)定裝置主體5的連接器501上設(shè)置有與測(cè)溫探頭2的公 型連接器4的接地端子GND、熱敏電阻信號(hào)端子TH1、TH2連接的端子GND、TH1、TH2 ;與內(nèi)置 電池502連接的電池電源端子B、與主體內(nèi)部的公共電壓線Vcc連接,此外與程序?qū)懭胙b置 的程序?qū)懭胙b置側(cè)連接器4'的公共電壓線端子VC連接的公共電壓端子VC;輸入來(lái)自寫(xiě)入 裝置側(cè)連接器4'的寫(xiě)入數(shù)據(jù)的程序?qū)懭攵俗覲G ;輸出驗(yàn)證信號(hào)的驗(yàn)證信號(hào)端子VF。
此外,如圖11所示,在測(cè)溫探頭2側(cè)的公型連接器4中,與主體側(cè)連接器501的電 池電源端子BT和公共電壓端子VC連接的端子VA、 VB之間短路。由此,在將公型連接器4 插入到主體側(cè)連接器501中進(jìn)行了連接時(shí),對(duì)測(cè)定裝置主體5內(nèi)的公共電壓線Vcc施加電 池電壓(通常時(shí)大約3V),該測(cè)定裝置主體5啟動(dòng),可以作為耳式體溫計(jì)1使用。
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另一方面,如圖12所示,向微控制器MCU寫(xiě)入初始程序,為了通過(guò)固件的版本升級(jí) 等向MCU的閃速存儲(chǔ)器FLM寫(xiě)入程序,準(zhǔn)備了程序?qū)懭胙b置,當(dāng)把該寫(xiě)入裝置一側(cè)的連接器 4'插入到主體側(cè)連接器501中進(jìn)行了連接時(shí),將裝置側(cè)的高電壓5V的公共電壓Vcc的公共 電壓端子VC、程序?qū)懭攵俗覲G、驗(yàn)證信號(hào)端子VF、接地端子G分別與主體側(cè)連接器501的 對(duì)應(yīng)的公共電壓端子VC、程序?qū)懭攵俗覲G、驗(yàn)證信號(hào)端子VF、接地端子G連接。結(jié)果,從程 序?qū)懭胙b置一側(cè)經(jīng)由公共電壓端子VC,對(duì)公共電壓線Vcc施加MCU的程序?qū)懭胨枰?V 的高電壓。 然后,說(shuō)明模式切斷電路500和微控制器MCU的模式切換動(dòng)作。
(程序?qū)懭肽J? 在需要向MCU的閃速存儲(chǔ)器FLM中寫(xiě)入用于使本實(shí)施方式的耳式體溫計(jì)工作的程 序,或者在需要更新相同的程序時(shí),如圖12所示準(zhǔn)備程序?qū)懭胙b置,將該程序?qū)懭胙b置側(cè) 連接器4'與主體側(cè)連接器501連接。由此,將程序?qū)懭胙b置側(cè)連接器4'的高電壓5V的公 共電壓端子VC、程序?qū)懭攵俗覲G、驗(yàn)證信號(hào)端子VF、接地端子G,分別與主體側(cè)連接器501 的對(duì)應(yīng)的公共電壓端子VC、程序?qū)懭攵俗覲G、驗(yàn)證信號(hào)端子VF、接地端子G連接。結(jié)果,從 程序?qū)懭胙b置一側(cè)經(jīng)由公共電壓端子VC,對(duì)公共電壓線Vcc施加MCU的程序?qū)懭胨枰?5V的高電壓。由此,通過(guò)以下的動(dòng)作,MCU轉(zhuǎn)移到程序?qū)懭肽J?,即轉(zhuǎn)移到刷新模式。
當(dāng)通過(guò)連接程序?qū)懭胙b置,公共電壓線的電壓Vcc成為5V的高電壓時(shí),晶體管QR 成為導(dǎo)通狀態(tài),TEST端子531的電壓也成為HIGH。由此,MCU轉(zhuǎn)移到刷新模式,CPU在閃速 存儲(chǔ)器FLM中寫(xiě)入來(lái)自程序?qū)懭攵丝?534的數(shù)據(jù)。然后,從驗(yàn)證信號(hào)端口 533向程序?qū)懭?裝置一側(cè)輸出驗(yàn)證信號(hào)。
(運(yùn)行模式) 在程序的寫(xiě)入或更新完成后取下程序?qū)懭胙b置,在主體側(cè)連接器501上如圖11所 示連接了測(cè)溫探頭2的公型連接器4時(shí),按照以下的順序微控制器MCU轉(zhuǎn)移到運(yùn)行模式,進(jìn) 入到測(cè)溫動(dòng)作。 當(dāng)把測(cè)溫探頭2 —側(cè)的公型連接器4與裝置主體側(cè)連接器501連接時(shí),經(jīng)由該公 型連接器4 一側(cè)的端子VA、VB連接了測(cè)定裝置主體5 —側(cè)的連接器501的電池電源端子BT 和公共電壓端子VC,對(duì)測(cè)定裝置主體5內(nèi)的公共電壓線Vcc施加電池電壓(通常時(shí)3V),模 式切換電路500通過(guò)以下的順序使晶體管QR成為不導(dǎo)通狀態(tài),使微控制器MCU的測(cè)試端子 531的施加電壓成為L(zhǎng)OW,將該MCU切換為作為通常動(dòng)作狀態(tài)的運(yùn)行模式,啟動(dòng)測(cè)定裝置主 體5使之可以作為耳式體溫計(jì)1使用。 當(dāng)施加來(lái)自電池502的公共電壓Vcc = 3V時(shí),該公共電壓Vcc和作為穩(wěn)壓器58 的輸出電壓的基準(zhǔn)電壓Vref = 2. 2V的電壓差為0. 8V。因?yàn)榫w管QR的發(fā)射極基極間開(kāi) 路電壓成為-0. 28V,晶體管QR的基極的導(dǎo)通電壓為-0. 6V,所以此時(shí)晶體管QR成為斷開(kāi), TEST端口 531的電壓成為L(zhǎng)OW = 0V。由此,判斷為MCU為運(yùn)行模式,轉(zhuǎn)移到執(zhí)行在閃速存 儲(chǔ)器FLM中寫(xiě)入的程序的運(yùn)行模式。 在該運(yùn)行模式時(shí),在電阻R8中流過(guò)的電流大約為6iiA,是極小的電流。并且,因?yàn)?在電阻R8中流過(guò)的電流與來(lái)自穩(wěn)壓器58的電流合流后被提供給AD轉(zhuǎn)換器53,所以從公共 電壓線Vcc對(duì)該穩(wěn)壓器58供給的電流減小與該電阻R8中流過(guò)的電流相同的量。結(jié)果,根 據(jù)本實(shí)施方式的模式切換電路500,通過(guò)增設(shè)該電路而增加的消耗電流實(shí)質(zhì)上幾乎為0。
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由此,通過(guò)增設(shè)本實(shí)施方式的模式切換電路500,不需要通常為了切換MCU的模式 所需要的模式切換開(kāi)關(guān),具有可以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)抑制成本的增加,并且還可以抑制電路面 積的增加,并且不會(huì)妨礙測(cè)定裝置主體5的小型化的優(yōu)點(diǎn)。 此外,上述實(shí)施方式的電阻值和晶體管的特性值僅是例子,并不是限定為那樣數(shù)
值的電阻和晶體管,可以根據(jù)裝置的用途、大小、規(guī)模等規(guī)格進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?此外,關(guān)于模式切換電路500,還可以采用使用了圖13所示的運(yùn)算放大器0P的模
式切換電路(第二實(shí)施方式),或者還可以采用使用了圖14所示的CM0S反相器CM的模式
切換電路(第三實(shí)施方式)。 圖13所示的模式切換電路500A是如下的結(jié)構(gòu)。在公共電壓線Vcc和接地GND之 間串聯(lián)連接電阻R6A、 R7A,在該電阻R6A、 R7A的連接中點(diǎn)上連接有作為比較器進(jìn)行工作的 運(yùn)算放大器0P2的+輸入端子。然后,運(yùn)算放大器0P2的-端子經(jīng)由電阻R5A與穩(wěn)壓器58 的輸出線連接。運(yùn)算放大器0P2的輸出與微控制器MCU的測(cè)試端子531連接,對(duì)該測(cè)試端子 531切換輸出HIGH、LOW的電壓。在該模式切換電路500A中,穩(wěn)壓器58的輸出電壓Vref = 2. 2V,運(yùn)算放大器0P2的設(shè)定為通過(guò)來(lái)自程序?qū)懭胙b置一側(cè)的高電壓5V和來(lái)自?xún)?nèi)置電池 502的低電壓3V(通常電壓)之間的4V,進(jìn)行開(kāi)關(guān)。因此,連接程序?qū)懭胙b置,如果成為公 共電壓Vcc = 5V,則運(yùn)算放大器0P2翻轉(zhuǎn),把通過(guò)電阻R6A對(duì)該公共電壓Vcc降壓后的Vth 原樣不變地作為HIGH電壓輸出給MCU的測(cè)試端子531,使MCU轉(zhuǎn)移到程序?qū)懭肽J?。相反?連接測(cè)溫探頭2的連接器4,如果公共電壓Vcc成為電池502的電壓3V,則運(yùn)算放大器0P2 再次進(jìn)行翻轉(zhuǎn),把通過(guò)電阻R5A對(duì)穩(wěn)壓器58的輸出Vref進(jìn)行降壓后的電壓作為L(zhǎng)OW電壓 輸出給MCU的測(cè)試端口 531,使MCU轉(zhuǎn)移到通常動(dòng)作模式,即運(yùn)行模式。此外,MCU的模式切 換動(dòng)作與上述的第一實(shí)施方式相同。 在本實(shí)施方式時(shí),將電阻R6A、 R7A連接在運(yùn)算放大器OP的+側(cè),所以可以進(jìn)行極 高阻抗的輸入。因此,可以在該電阻R6A、 R7A中采用高電阻值的元件,由此,與第一實(shí)施方 式相同,在運(yùn)算放大器0P2不進(jìn)行翻轉(zhuǎn)動(dòng)作的狀態(tài)下,幾乎不從公共電壓線向大地流入電 流,所以可以抑制電池的消耗。 圖14所示的切換電路500是以下的結(jié)構(gòu)。在公共電壓線Vcc和大地GND之間設(shè) 置CMOS反相器U1,經(jīng)由電阻R5B連接其開(kāi)關(guān)端子和穩(wěn)壓器58的輸出之間,此外經(jīng)由電阻 R6B連接開(kāi)關(guān)端子和大地GND之間。CMOS反相器Ul在電流檢測(cè)電壓的1/2用輸入對(duì)輸出 進(jìn)行反相,所以將電阻R5B、 R6B設(shè)定成對(duì)開(kāi)關(guān)端子輸入從作為穩(wěn)壓器58的輸出的基準(zhǔn)電 壓Vref = 2. 2V降壓到2V的電壓,由此,在公共電壓Vcc高于4V時(shí),將公共電壓Vcc作為 HIGH輸出給微控制器MCU的測(cè)試端子531,在公共電壓Vcc低于4V時(shí)進(jìn)行翻轉(zhuǎn),將LOW電 壓輸出給MCU的測(cè)試端子531。 在該模式切換電路500B中,連接程序?qū)懭胙b置,如果公共電壓Vcc成為5V,則 COMS反相器Ul翻轉(zhuǎn),將該公共電壓Vcc原樣不變地作為HIGH電壓輸出給MCU的測(cè)試端子 531,使MCU轉(zhuǎn)移到程序?qū)懭肽J健O喾?,連接測(cè)溫探頭2的連接器4,如果公共電壓Vcc成 為電池502的電壓3V,則CMOS反相器Ul再次翻轉(zhuǎn),對(duì)MCU的測(cè)試端子531輸出LOW = 0的 電壓,使MCU轉(zhuǎn)移到通常動(dòng)作模式,即運(yùn)行模式。此外,MCU的模式切換動(dòng)作與上述的第一 實(shí)施方式相同。在本實(shí)施方式時(shí),可以對(duì)電阻R6B采用高電阻值的元件,由此,與第一實(shí)施方式相
15同,在CMOS反相器Ul不進(jìn)行翻轉(zhuǎn)動(dòng)作的狀態(tài)下,幾乎不從公共電壓線向大地流過(guò)電流,所 以可以抑制電池的消耗。 本發(fā)明的耳式體溫計(jì)不僅適合于人,還可用于動(dòng)物。
權(quán)利要求
一種耳式體溫計(jì),其具備與測(cè)定裝置主體連接的探頭,其特征在于,所述探頭包含探頭主體部和與該探頭主體部結(jié)合的測(cè)溫部,所述探頭主體部形成大體L字型的圓筒形,一端經(jīng)由電纜與所述測(cè)定裝置主體連接,另一端與所述測(cè)溫部結(jié)合,所述測(cè)溫部包含與所述探頭主體部結(jié)合的凸緣部分、從該凸緣部分延伸的頂端部分,在所述頂端部分的內(nèi)部嵌入傳感鏡,所述傳感鏡包含在內(nèi)部具有凹狀反射面的圓筒形保持器;從該圓筒形保持器的后方延伸的連接軸;具有規(guī)定圖形的電路導(dǎo)體并且伸展穿越過(guò)所述圓筒形保持器的前面空間的柔性印刷電路基板;在該柔性印刷電路基板的長(zhǎng)度方向上留有規(guī)定間隔地焊接在該柔性印刷電路基板的電路導(dǎo)體上的測(cè)溫用第一傳感器以及修正用第二傳感器;以及覆蓋所述圓筒形保持器的前面的保護(hù)蓋,所述柔性印刷電路基板在所述測(cè)溫部?jī)?nèi)與貫穿了所述探頭主體部的所述電纜的一端電氣連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的耳式體溫計(jì),其特征在于,在所述傳感鏡的外周面中間部分的大體相對(duì)部位設(shè)置第一突起和第二突起,在所述柔性印刷電路基板的一端,在分別與所述第一突起以及第二突起對(duì)應(yīng)的部位設(shè)置第一定位孔以及第二定位孔,分別使所述第一以及第二突起與所述第一以及第二定位孔卡合,在所述傳感鏡的外周面上沿著長(zhǎng)度方向引導(dǎo)所述柔性印刷電路基板的另一端,使所述基板的另一端在所述測(cè)溫部?jī)?nèi)與貫穿了所述探頭主體部的所述電纜的一端電氣連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的耳式體溫計(jì),其特征在于,在伸展穿越過(guò)所述圓筒形保持器的前面空間的柔性印刷電路基板的中間部分設(shè)置紅外線透過(guò)孔,在該紅外線透過(guò)孔的兩側(cè)并且在所述基板的長(zhǎng)度方向上配置了所述第一傳感器以及所述第二傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的耳式體溫計(jì),其特征在于,在伸展穿越過(guò)所述圓筒形保持器的前面空間的柔性印刷電路基板的中間部分,在該基板的一端設(shè)置儲(chǔ)熱導(dǎo)體。
5. —種耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,其特征在于,具備公共電壓線;作為電源的內(nèi)置電池;連接器,其用于連接探頭插頭,并將公共電壓端子連接到所述公共電壓線上;微控制器,其是控制所述探頭的溫度傳感器,并且輸入與來(lái)自所述溫度傳感器的測(cè)定溫度對(duì)應(yīng)的電阻值輸出信號(hào),將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度值然后進(jìn)行輸出的刷新型微控制器,它具有測(cè)試端口 、程序?qū)懭攵丝?、以及與所述公共電壓線連接的公共電壓端口 ,在對(duì)所述測(cè)試端口施加了比第一規(guī)定電壓高的HIGH電壓時(shí)成為刷新模式,可以從所述寫(xiě)入端口寫(xiě)入程序,在對(duì)所述測(cè)試端口施加了比所述第一規(guī)定電壓低的LOW電壓時(shí),成為運(yùn)行模式;電壓穩(wěn)壓器,其輸入側(cè)與所述公共電壓線連接,輸出恒定電壓的基準(zhǔn)電壓;以及模式切換電路,其與所述公共電壓線連接,在公共電壓比第二規(guī)定電壓高時(shí)對(duì)所述微控制器的測(cè)試端口施加所述HIGH電壓,在所述公共電壓比所述第二規(guī)定電壓低時(shí)對(duì)所述微控制器的測(cè)試端口施加所述LOW電壓,并且,對(duì)從所述公共電壓線向該模式切換電路流動(dòng)的漏電流進(jìn)行旁路使其與所述電壓穩(wěn)壓器的輸出合流,所述連接器具有所述公共電壓端子,并且具有與所述內(nèi)置電池連接的電池電源端子、與所述微控制器的寫(xiě)入端口連接的程序?qū)懭攵俗?、以及用于輸入與來(lái)自所述探頭的溫度傳感器的測(cè)定溫度對(duì)應(yīng)的電阻值輸出信號(hào)的傳感器連接端子。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,其特征在于,所述模式切換電路由以下部分構(gòu)成PNP型晶體管,其在所述公共電壓線上連接了發(fā)射極,在所述測(cè)定端口上連接了集電極,在所述公共電壓線上經(jīng)由偏置電阻連接了基極;第一電阻,其被插入在所述集電極和大地之間,在該晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),使該集電極的電壓為所述HIGH電壓;第二電阻,其被插入在了所述晶體管的基極和所述穩(wěn)壓器的輸出之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,其特征在于,所述模式切換電路在公共電壓線和大地之間串聯(lián)連接兩個(gè)電阻,在所述兩個(gè)電阻的連接中點(diǎn)上連接作為比較器進(jìn)行工作的運(yùn)算放大器的+輸入端子,經(jīng)由另一電阻將所述運(yùn)算放大器的_端子與穩(wěn)壓器的輸出線連接,將所述運(yùn)算放大器的輸出端子與微控制器測(cè)試端口連接,在對(duì)所述運(yùn)算放大器的+端子施加的電壓是高于對(duì)所述公共電壓線施加的電池電壓和程序?qū)懭腚妷旱闹虚g電壓的電壓時(shí),使所述運(yùn)算放大器導(dǎo)通,將所述公共電壓線的公共電壓作為HIGH電壓輸出給所述測(cè)試端口,在為低于所述中間電壓的電壓時(shí),使所述運(yùn)算放大器翻轉(zhuǎn)成為不導(dǎo)通狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,其特征在于,所述模式切換電路,在所述公共電壓線和大地之間設(shè)置CMOS反相器,經(jīng)由電阻將所述CMOS反相器的開(kāi)關(guān)端子和穩(wěn)壓器的輸出之間連接,將CMOS反相器的輸出與所述測(cè)試端口連接,使所述CMOS反相器成為在對(duì)所述開(kāi)關(guān)端子施加的電壓為高于對(duì)所述公共電壓線施加的電池電壓和程序?qū)懭腚妷旱闹虚g電壓的電壓時(shí),將所述公共電壓線的公共電壓作為HIGH電壓輸出給所述測(cè)試端口,在為比所述中間電壓低的電壓時(shí),將通過(guò)所述電阻降壓后的所述穩(wěn)壓器的輸出電壓作為L(zhǎng)OW電壓輸出給所述測(cè)試端口 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5 8的任意一項(xiàng)所述的耳式體溫計(jì)的測(cè)定裝置主體,其特征在于,所述連接器,通過(guò)連接探頭側(cè)連接器,經(jīng)由該探頭側(cè)連接器的被短路的兩個(gè)端子連接所述電池電源端子和公共電壓端子,通過(guò)連接程序?qū)懭胙b置側(cè)連接器,在該程序?qū)懭雮?cè)連接器的所述第二規(guī)定電壓的電壓端子上連接所述公共電壓端子。
全文摘要
目的在于實(shí)現(xiàn)一種做成容易地在傳感鏡內(nèi)設(shè)置傳感器構(gòu)造,適于批量生產(chǎn)的耳式體溫計(jì),其特征在于,探頭包含探頭主體部和與探頭主體部結(jié)合的測(cè)溫部,測(cè)溫部包含與探頭主體部結(jié)合的凸緣部分、從凸緣部分延伸的頂端部分,在頂端部分的內(nèi)部嵌入傳感鏡,該傳感鏡包含在內(nèi)部具有凹狀反射面的圓筒形保持器;從圓筒形保持器的后方延伸的連接軸;具有規(guī)定圖形的電路導(dǎo)體并且穿過(guò)圓筒形保持器的前面空間的柔性印刷電路基板;在基板的長(zhǎng)度方向上留有規(guī)定間隔地焊接在該基板的電路導(dǎo)體上的測(cè)溫用第一傳感器以及修正用第二傳感器;以及覆蓋圓筒形保持器的前面的保護(hù)蓋,而且,基板在測(cè)溫部?jī)?nèi)與貫穿探頭主體部的電纜電氣連接。
文檔編號(hào)G01J5/00GK101707905SQ20088001973
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者田中秀樹(shù) 申請(qǐng)人:生命回聲株式會(huì)社
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