氣流傳感器和溫度傳感器在對(duì)新生嬰幼兒呼吸狀況的檢測(cè)作者： 系統(tǒng)主要用來(lái)檢測(cè)未成年兒童的呼吸狀況。系統(tǒng)包括了兩種微型高性能指標(biāo)傳感器（濕度傳感器和氣流傳感器）和 51單片機(jī)。系統(tǒng)能夠檢測(cè)到濕度，并將濕度值顯示出來(lái)，也能檢測(cè)到嬰兒的呼吸率，并帶有為用戶設(shè)置的報(bào)警裝置。關(guān)鍵字：氣流傳感器 , 濕度傳感器 , 新生 , 呼吸狀況的檢測(cè)1. 緒論由于新生嬰兒的呼吸缺乏穩(wěn)定性、可靠性，并且對(duì)應(yīng)用的傳感器有微型性的要求，使得檢測(cè)新生嬰幼兒呼吸狀況總是具有很大的困難和挑戰(zhàn)。最新設(shè)計(jì)的呼吸檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用了一些高性能的微型傳感器（濕度傳感器和氣流傳感器）和單處機(jī)處理器。在本文中我們描述了這些傳感器、接口電路和處理器。新生嬰幼兒呼吸狀況的檢測(cè)系統(tǒng)將給醫(yī)生和護(hù)士提供一些必要的 和 。濕度傳感器和氣流傳感器 在 提大 的微電傳感器和微機(jī) 中 設(shè)計(jì)并 出來(lái)了。這些傳感器可 到 的 ， 于 接 檢測(cè)呼吸中的器 ¡¢£¥中，此 的§ 性在于了“«單、并具有也為檢測(cè)嬰幼兒呼吸狀況¡了新的 。·此 一 ¶了兒醫(yī) 的 ”。2. 對(duì)傳感器的描述我們»了 ¿ 性濕度傳感器來(lái) ´濕度檢測(cè)。對(duì)應(yīng)的濕度，這種傳感器的電¯是的。這種傳感器的 ¨ 為 種傳感器由一片片 成。 理在吸的 ¿ 電的電的 1 示。我們可 到，電 是一些（5m 度的 和 10m 的 ） , 這些 是Æ 在ª氣中的，并和一 大的 成路，Ø的電 1是一 º 的 ，這種 的æ 能夠 的吸 并 的大 氣， 于吸 傳感器ø的 ß 的。給出 公式： 33/113/122 1和 2 別是 ¿ 和的 ， 的 。計(jì)算機(jī)仿真后，（考慮到幾何æ ，給 1和 2 別賦值， 1= 2=80 并參照 的理 ）這種設(shè) 對(duì)于的溫度電 式 這里 2中畫出了 。 的點(diǎn)是測(cè)¯的 據(jù)點(diǎn)，可 出實(shí)驗(yàn) 據(jù)和理 曲 是相一致的。位于相對(duì)濕度為 100% 處的三 點(diǎn)說(shuō)明濃縮的 ¿ 的影響 到了飽和。幸運(yùn)的是 ，一 嬰兒呼吸的ª氣濕度的范圍為 70%到 95%。這種設(shè) 具有良好的濕度穩(wěn)定性。 報(bào)道過(guò)各種 ¿ 對(duì)呼吸的濃縮是獨(dú)立于溫度和厚度的。 現(xiàn)¿ 的 在 50 180的溫度范圍內(nèi)是依賴于溫度的。傳感器的響應(yīng)時(shí) 在 30s 內(nèi)（吸 份的時(shí) 為6S， 份的時(shí) 比較長(zhǎng)）。考慮到 吸 ª氣 的范圍 ，響應(yīng)時(shí) 的影響是可 忽略計(jì)的。用到的另一種設(shè) 是微型單臂橋氣流傳感器 3 示。的集成導(dǎo) 微型機(jī) 。當(dāng)前的電源）加熱到超過(guò)周圍溫度。這種橋電路是對(duì)稱的。在 理，對(duì)周圍的任何溫度余 值應(yīng)是º衡的，然而 ，橋周圍的氣流對(duì)橋臂 ´冷卻，這些臂和氣流是正交的。這時(shí)，把橋設(shè)置成恒定，并對(duì)應(yīng)于氣流的流 給出一 輸出電壓。為了當(dāng)橋臂被流過(guò)的液氖流冷卻時(shí)，增加電阻的 用了一種高度 物，代替了普的 導(dǎo) 中的輕度 物。我們知道 ，對(duì)于普的輕度 物，主要影響電阻溫度 的·素是載波遷移率。古典3/2 次幕指 ´ 臂電阻 示為 R 3/2。這里 。顯然 ，電阻的濕度系 ，·此對(duì)氣流的敏感度也 ，對(duì)電阻濕度的問(wèn)題的解決是用高度 物。這里高度 物包含離 式 ´ 就像輕度 物在液氖溫度中一樣）于2是，我們得到： R=E/。這里 ， 物的 征活躍能¯， 。在公式當(dāng)中 ，T 3/2和指 比較起來(lái)，是可 忽略計(jì)的。這樣就可 提高 100000%濕度敏感度。 被用作高度 物。熱¯問(wèn)題是過(guò)把具有 的電阻加 相 獨(dú)立和用在橋臂周圍 各 性的 來(lái)解決的。為了提高系統(tǒng)的響應(yīng) 度，過(guò)在 片的 ø 各 性的 來(lái) 橋 。最后，氣流傳感器的響應(yīng)時(shí) 可 到微 范圍內(nèi)。 4畫出了一 橋臂（ 片）在 電源 的響應(yīng) 。度和 性度 是 好的， 于對(duì)嬰兒的呼吸檢測(cè)。3. 對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的描述ø描述的兩種傳感器由于 性： 、溫度穩(wěn)定性高和 ，很 應(yīng)用于嬰兒的呼吸檢測(cè)系統(tǒng)。為了檢測(cè)呼吸氣 的濕度，把濕度傳感器 在一 器中（用的是 555定時(shí)器）輸出 率相對(duì)于傳感器的相對(duì)濕度。 驗(yàn)了的濕度計(jì)具有 3% 的 度，這很好的 到了我們的¡的。氣流傳感器被¢波電路和£電路 ´處理（為了¥ 于 1）。被處理了的 “是和輸«相對(duì)應(yīng)的。單片機(jī)能夠呼吸的濕度和呼吸率。當(dāng)呼吸超過(guò)警。這樣，就可 醫(yī)生和護(hù)士們知道嬰兒實(shí)的呼吸狀況（或，·或濕， ¶和另一些”»狀況）過(guò)問(wèn)兒醫(yī)，一系 »參 被公式且¿ 于中處理器中。這 參 包括正 的呼吸率，對(duì)´有呼吸、 、的呼吸 ´報(bào)警，有濕度范圍。這些系統(tǒng)也 用于給報(bào)警，報(bào)警點(diǎn)可 ¯為設(shè)置來(lái) ¯¨要和醫(yī)們的好。 5畫出了檢測(cè)系統(tǒng)的æ 。主要的設(shè) 是一片 51單片機(jī)。´ 據(jù)集， »值設(shè)定、比較、報(bào)警和顯示。一 ¸的 ¥檢測(cè)器用于 的 式實(shí)時(shí)顯示實(shí)的濕度 和 »報(bào)警顯示 ： 、濕、·、到 和 到。 有的 » “ 有的報(bào)警 。嬰兒正 的呼吸率 為 44次。34. 結(jié)論我們 了一種 、 微 且具有生和護(hù)士可 把 的 問(wèn)。系統(tǒng)用到了兩種傳感器。一 ¿ 基傳感器和一 氣流傳感器。系統(tǒng) 能 ：呼吸率、濕度值顯示、 報(bào)警顯示、 »報(bào)警顯示 基本了 新生嬰兒的要求。 為用用戶設(shè)計(jì)的¯ 設(shè)置報(bào)警 能對(duì)醫(yī) 實(shí)Æ是 有用的。致謝作者感 作者設(shè)計(jì)此系統(tǒng)和給的Ø和º 。溫度測(cè)量1. 概論溫度可能是最 應(yīng)用的物理¯。 1595年 明了一 溫度計(jì)而給很高的 æ。好 年過(guò) 了，¢£得到了提高?，F(xiàn)在 有很 高 度和高可靠性的溫度計(jì)。新的測(cè)¯ 理出現(xiàn)了，現(xiàn)在的 理也在得到 的提高。這 ，給出了一些» 溫度測(cè)¯設(shè) 的基本知。然而，» 器對(duì)使用者的 驗(yàn) ´考慮是必要的。在過(guò)應(yīng)用中，典型的溫度測(cè)¯系統(tǒng)包含了熱電 ¥，測(cè)¯物 ，一些ø 和一 溫度 ß器（當(dāng) 或 ）。溫度測(cè)¯物 有一 機(jī) ， 測(cè)¯物 的尖和筒的內(nèi)Ø得到 的連接。2. 安裝好了的系統(tǒng)一 安裝好了的系統(tǒng)包含了一些 物 。有：一 球狀物， ¨¥（被認(rèn)為是毛細(xì)的）和一 。一 指示器連接在 ¥用于指示溫度，用風(fēng)箱和來(lái)代替。此系統(tǒng)填充了液 或氣 。隨著球狀物測(cè)得的溫度的升高或 低，這些氣 或液 會(huì)膨脹或 縮，這種膨脹或 縮轉(zhuǎn)成了機(jī)械移 ，液 引起了 ¶ ，氣 引起了壓力¶ 。應(yīng)用這種類型的溫度測(cè)¯ 用于當(dāng) 溫度指示。 年過(guò) 了，低了，但現(xiàn)在仍舊有些應(yīng)用。這種設(shè) 是充液¥式4溫度計(jì)¶來(lái)的。¨要給«單，堅(jiān)固，是自封裝的。并且在很窄的溫度范圍內(nèi)是 的。但是球 大了， 至于能 現(xiàn)在的應(yīng)用。一旦 球能¸作后，£ 系統(tǒng)必須重新¶換（這是昂貴的）。而且毛細(xì)¥被 制在 250 共英尺內(nèi)（ 80米），此系統(tǒng)£ 來(lái)說(shuō)響應(yīng)，且相對(duì)來(lái)說(shuō)貴。毛細(xì)¥周圍溫度的影響。并且 要對(duì)周圍溫度 ´ø，為了，這些測(cè)¯裝置必須自由泄漏。·此 檢測(cè)和測(cè)是必要的。毛細(xì)¥應(yīng)該 維護(hù)和 護(hù)， 免損壞。再者，制作毛細(xì)¥的 應(yīng)和周圍的環(huán)境相一致。最后， 球必須充 的沉浸， 測(cè)¯到實(shí)溫度。3. 熱電偶1821年， 當(dāng)兩種的 連接在一起時(shí)，就會(huì)在熱 和冷 （參考點(diǎn)）的連接處產(chǎn)生熱電（例 100時(shí)，在兩連接點(diǎn)產(chǎn)生了 40V）。溫度 高，產(chǎn)生的熱電高。 前，冷連接點(diǎn)實(shí)是浸泡在冰池里的，這樣做是為了參考溫度的穩(wěn)定?，F(xiàn)在，電路 代替了這種冰池。理論 ，任何兩種的 可 制成熱電 ， 而，基于溫度 （即， 敏度）而只有一些被應(yīng)用。典型的裸 的熱電 的響應(yīng)時(shí) 是 12s 。制造的熱電 是用來(lái)連接的。往往比較貴。這樣，在探測(cè)器本身。熱電 的ø 應(yīng)統(tǒng)一于熱電 ， 或 ß器。現(xiàn)代的電 革命 制出了夠 的 ß器?？?封裝在熱電 箱（或頭）中，這樣安排的好處是可 避免長(zhǎng) 離的傳ß 的熱電。這樣低的電 “ 受噪 ·擾。應(yīng)用有三種基本類型的熱電 æ 陶制球狀。絕緣的（塑 玻璃或陶制纖維）他們 是凸出的。殼礦物絕緣型。這種殼 是銹鋼，絕緣礦物 是氧殼可 很好的 護(hù)熱電 受 和機(jī)械的影響。然而由于殼是單片機(jī) ， 對(duì)離和終止比難的。這種連接點(diǎn)應(yīng)被焊接或5絕緣。熱電 可 制成封裝型或裸 型， 果是封裝型的，接 或接 的。當(dāng)接 時(shí)，·為得到了良好的溫度傳遞）然而，噪 的響應(yīng)（由于電 “的波 影響）。當(dāng)熱電 接 時(shí)，但是電氣隔離的。熱電 應(yīng)在熱電 ¥中安裝 。 于尖端和筒Øø連接。 良好的熱傳遞。 果Æ 在處ø就會(huì)獲得最 的響應(yīng)。但導(dǎo) 完全處于未 護(hù)狀態(tài)。熱電 是處于自激 的，«單，堅(jiān)固， 貴（是 ，能夠 的»物理式，提供 的溫度范圍。再者，產(chǎn)生 曲 。（要額處成本）且 交換，響應(yīng)并測(cè)¯ 點(diǎn) 。電 是在度 ，·此 。然而，熱電 的輸出是 性的且輸出的電壓 “低。參考連接點(diǎn)。 敏度低，在 度有 制，¨要和型“匹配的ø 。再有，在惡劣環(huán)境 、使用當(dāng)、時(shí) 對(duì)的 況 ，熱電 就會(huì) 壞。熱電 受 “波 的影響。¨要 大電路，然而， 大電路會(huì)錯(cuò)誤指示熱電 。像超 或超 指示。氧會(huì)對(duì)此類型熱電 的應(yīng)用產(chǎn)生影響。然而， 果測(cè)溫元件用熱電 ¥來(lái) 護(hù)， 么這種影響是可 忽略的。6