15红外体温计设计

1、任务名称红外体温计设计教学学时4教学场所多媒体教室、传感器技术实训室学习任务体温生理参数是人体最重要、最基本的生命指标，对危重病人进行生命指标参数的监测是医务工作者及时了解病情状况的重要手段之一，对于日常护理和病情检测都是非常重要 的。现有体温计大概分为三种类型：一种是常见的玻璃水银体温计；一种是电子体温计；另一种是红外体温计学习目标1）理解红外传感器的测温原理2）能够选用合适的温度传感器进行温度检测电路的设计与调试3）掌握常用的温度补偿方法并能灵活运用教学过程设计步骤学习内容教学方法教学手段学生活动时间 分配布置任 务体温生理参数是人体最重要、最 基本的生命指标，对危重病人进行生 命指标参数

2、的监测是医务工作者及时 了解病情状况的重要手段之一，对于 日常护理和病情检测都是非常重要 的。现有体温计大概分为三种类型： 一种是常见的玻璃水银体温计；一种 是电子体温计；另一种是红外体温计演示、下达任务多媒体课件、板书小组讨论代表发言10分钟任务分 解将任务分解成小单元，对小单元 必须用到传感器知识和技能，在后面 教学过程中，通过教师讲解，学生边 学边练，学习传感器的相关知识和技 能，完成该任务。教师讲解多媒体课件实物演示学生提问10分钟讲解相 关知识凡是存在自然界的物体，如人体、火焰、冰块等都会放射出红外线，只 是它们放射出红外线的波长不同而 已。红外辐射红外辐射俗称红外线，它是一种不可

3、见光，由于是位于可见光中红色光以 外的光线，故称红外线。它的波长范 围大致在 0.761000卩m 红外线在 电磁波谱中的位置如图6-31所示。工程上又把红外线所占据的波段分为四 部分，即近红外、中红外、远红外和 极远红外。红外探测器教师通过 问题引导 等形式进 行讲解多媒体课件实物演示学生边学边练70分钟步骤学习内容教学方法教学手段学生活动时间分配讲解相 关知识红外传感器一般由光学系统、探 测器、信号调理电路及显示系统等组 成，红外探测器是红外传感器的核心。 红外探测器种类很多，常见的有两大 类：热探测器和光子探测器。1热探测器热探测器是利用红外辐射的热效 应，探测器的敏感元件吸收辐射能后

4、引起温度升高，进而使有关物理参数 发生相应变化，通过测量物理参数的 变化，便可确定探测器所吸收的红外 辐射。热释电红外探测器由具有极化现 象的热晶体或被称为“铁电体”的材 料制成。“铁电体”的极化强度（单位 面积上的电荷）与温度有关。当红外辐 射照射到已经极化的铁电体薄片表面 上时，引起薄片温度升高，使其极化 强度降低，表面电荷减少，这相当于 释放一部分电荷，所以叫做 热释电传 感器。如果将负载电阻与铁电体薄片 相连，则负载电阻上便产生一个电信 号。输出信号的强弱取决于薄片温度 变化的快慢，从而反映出，人射的红 外辐射的强弱，热释电红外传感器的 电压响应率正比于人射光辐射率变化 的速率。2 光

5、子探测器 光子探测器利用人射红外辐射的光子 流与探测器材料中电子的相互作用来 改变电子的能量状态，引起各种电学 现象，这种现象称光子效应。通过测 量材料电子性质的变化，可以知道红 外辐射的强弱。利用光子效应制成的 红外探测器，统称光子探测器。光予 探测器有内光电和外光电探测器两 种，后者又分为光电导、光生伏特和 光磁电探测器一种。光子探测器的主 要特点是灵敏度高、响应速度快，具 有较咼的响应频率，但探测波段较窄， 一般需在低温下工作。教师通过 问题引导 等形式进 行讲解多媒体课件实物演示学生边学边练70分钟步骤学习内容教学方法教学手段学生活动时间分配讲解相 533红外体温计的工作原理 关知识红

6、外体温计的测温原理是基于黑体辐射定律。在任何温度下都能全部 吸收投射到其表面的任何波长的辐射 能量的物体称为黑体。黑体的单色辐 射出度是描述在某一波长辐射源单位 面积上发出的辐射通量。当用红外辐射测温仪测量目标的 温度时首先要测量出目标在其波段范 围内的红外辐射量，然后由测温仪计 算出被测目标的温度红外体温体由光学系统、光电探 测器、信号放大器及信号处理、显示 输出等部分组成。光学系统汇聚其视 场内的目标红外辐射能量，红外能量 聚集在光电探测器上并转变为相应的 电信号，该信号再经换算转变为被测 目标的温度值。教师通过 问题引导 等形式进 行讲解多媒体课件实物演示学生边学边练70分钟讨论完根据任

7、务要求，提出解决任务的具体成任务实现方案的方案电路设计与制作1.传感器选型红外传感器是红外体温计的关键 部件，选用的是RE200B双元热释电传 感器，该传感器采用双灵敏元互补方 法有效的抑制温度的起伏、振动温度 变化产生的干扰，提高了传感器的工 作稳定性，并且它的各项指数都比较 好。适用于对人体温度和一些生产线上温度不是很高的场所使用。2.测量电路设计步骤学习内容讨论法引导文法教师重点讲解个别指导实训电路 小组讨论 板代表发言实训电路学生查阅板资料学生动手实际制作10分钟20分钟时间 教学方法教学手段学生活动分配电路调 试（1）按照电路图所示，将各元件焊接 到实验板上，并检查正确性；（2）将不同温度的物体放置到红外传 感器RE200B前方，测量输出端的电压 Uo变化，是否与温度变化一致，若一 致，说明电路正确（由于红外体温计 的电路还包括积分显示和电源等电路，这里只对本测量电路进行调试）。教师重点讲解个别指导实训电路板学牛查阅资料学生动手设计15分钟成果检 查在整个过程中依据教师提供的评价标 准，检查本小组设计作品是否符合要 求地完成了工作任务。教师检查成果实训电路板学生互相检查15分钟评价（学 生互评、 教师点评）实行多评价主体参与的学习全过程综 合考核制度，考核按照平时训练和综 合训练相结合、理论和实践相结合、 实物和答辩相结合的原则进行，最终 成绩根