Нужен МК с питанием от 9 В, 12-разрядным дифференциальным АЦП и выходом на ЖКИ

[OakRidge]

5-6 лет назад ломал медицинский термометр, в аптеке покупал. Ну понятно не больно дорогой. Датчик там был термистор бусинка, вроде того
Конкретний ПИК имеет 12 бит АЦП, если подумть хорошо, думаю можно получить 0,1C разрешение. Ну и формулу перевода напряжения в градусы надо составить..

[Falconist]

Универсальные медицинские термометры имеют ряд нюансов, незаметных для неспециалистов.

В частности, "подмышечные" термометры, что массово продаются в аптеках, являются "вещью в себе", т.к. настроены на один-единственный встроенный термодатик, который замене не подлежит, поскольку требует полной перекалибровки. Этот же недостаток свойственен и подавляющему большинству схем из Интернета.

Когда-то выпускался такой медицинский электротермометр, как ТПЭМ-1 (аттач). Сейчас он уже давно устарел, но спроектирован он был очень грамотно, именно с учетом специфики. А именно: комплектовался несколькими взаимозаменяемыми датчиками - накожным, подмышечным и полостным (ректально-вагинальным), не требовавшими никакой перекалибровки. Потому, что подстроечные резисторы стояли в выносных головках, подключаемых к измерительному блоку 7-контактным разъемом. Вынул один датчик - вставил другой - при равной температуре измеряемой точки показания будут теми же самыми.

Вот этот принцип и был положен в основу данного проекта: физическое разделение измерительной части на два узла, один из которых постоянный, а второй - сменный.

Что из этого получилось в макетном варианте - видно на втором приаттаченном фото. В качестве измерителя - обычный тестер на диапазоне 400 мВ.

На последнем фото - плата выносной головки. Красным овалом обведен термодатчик (диод КД512), имеющий минимальные габариты, а следовательно, минимальное время уравнивания температуры кристалла с температурой измеряемой точки.

Еще круче было бы использование бескорпусного транзистора, который можно было бы вмонтировать нв кончик катетера и измерять температуру внутренних полостей организма (кишечник, мочеточники, матка), либо даже внутри сосудистой системы.

[pvu]

DS18B20 рассматривался, он не укладывается в требуемую точность. Нужно не хуже ±0,1°С

0,5 это гарантированная точность измерительного канала в диапазоне -10 +85°C

Вообще вам придется как-то доказать, что канал (температура тела -› температура датчика -› результат АЦП -› корректировка -› итоговое число) соответствует заданной точности (неопределенности измерения). Визит в ЦСМ?

Вам нужен диапазон +35 +42°C? Возможно в этом диапазоне у DS18B20 с неопределенностью дела обстоят значительно лучше. (Конечно убедиться в этом очень сложно, опять-же в ЦСМ?)

Гораздо хуже с корпусом. Чем больше температурное сопротивление между телом и чувствительным элементом, тем хуже. pt1000 на керамике поинтереснее будет, но из даташита на "PROFFUSE PT 1000-550":

The Accuracy classes comply with EN 60 751, which is norm for Pt resistance temperature sensors.
For the tolerance is valid:
Class B: ∆T[°C] = ± (0,30 + 0,005 |t|)


формально имеем те же ±0,5 на 40°C
и имеем право пользовать полином RT = R0 (1 + 3,90802E-3 * T + 5,802E-7 * T^2) [Ω]

И вообще надо как-то постараться объяснить студентам (или преподавателям), что нельзя просто взять терморезистор, АЦП 12 бит и готов термометр ±0,1°С...

Вообще на диапазоне 7°C для дискретность 0,1 достаточно и 8 битного АЦП

[pvu]

термодатчик (диод КД512), имеющий минимальные габариты

как-то я опоздал с предыдущим комментом, вижу все серьезно...

[Falconist]

За точность пускай у дочки голова болит. Она как раз на метролога и учится.

[OakRidge]

Как регулярному пациенту магазина где детальки покупаю подарили бумажный каталог Зачитался
MCP9701 19.5mV/°C Low-Power Linear Active Thermistor™ ICs 2005-2014 Microchip Technology Inc.
Следует проверить

[pvu]

Следует проверить

Description
The MCP9700/9700A and MCP9701/9701A family of
Linear Active Thermistor™ Intergrated Circuit (IC) is an
analog temperature sensor that converts temperature
to analog voltage. It’s a low-cost, low-power sensor
with an accuracy of ±2°C from 0°C to +70°C
(MCP9700A/9701A) ±4°C from 0°C to +70°C
(MCP9700/9701) while consuming 6 µA (typical) of
operating current.

[OakRidge]

Занесло меня однако
Один веселый и приятный персон когдато надоедал с терморегулятором для инкубатора. Требовал 0,1С Схемку я сделал, простую, ОУ какойто. Однако он датчик LM35 поставил, вопреки моему ЦУ LM335. И правильно сделал. Клибровал подмышечно по моему тоже ЦУ. Медицинским термометром. Остался доволен, тухлыми яйцами не кидался.
Вывод какой ? Термометр датчиком красен. Patient Temperature Monitoring Probes
Фалконист, Вы персона правильная и сериозная, прислушиваюсь что пишете, да если кто мне КД522 в рот сунет сбегу. Если ректально могут быть нарушения общественого порядка.

[Alex9797]

Когда я учился в университете, одна из курсовых была "Электронный медицинский термометр". И если измерительная часть вообще не создавала проблем, то с выбором датчика пришлось помучиться. Это сейчас полно и цифровых далласовских датчиков, и прецизионных аналоговых. Но все равно, для медицины не все приспособишь. А тогда? Выбор небольшой - термопара, терморезистор... ну, еще прямосмещенный диодный переход...

Термопара отпала сразу, из-за очень низкой чувствительности, и необходимости компенсации температуры холодного спая. Терморезистор отпал из-за габаритов, и необходимости четырехпроводной схемы включения. Диодный переход - низкая чувствительность, четырехпроводная схема.

Может показаться странным, но победил в этом выборе миниатюрный германиевый транзистор ГТ109Г. Использовалось свойство зависимости обратного тока от температуры перехода. У него был только один недостаток - нелинейность. В остальном - сплошные достоинства:

1. Он миниатюрный, размеры порядка 2мм.
2. Корпус металлический, что обеспечивает отличный тепловой контакт с переходом
3. Выводы направлены в одну сторону, что удобно для изготовления датчика
4. Для подключения достаточно двух проводов
5. Длина и сопротивление проводов не влияют на точность, так как выходной параметр датчика - ток.
6. Величина обратного тока слабо зависит от приложенного напряжения, поэтому не требуется высокой стабильности источника.
7. Чувствительность в заданном диапазоне температур оказалась достаточно высокой.

Ну, а с нелинейностью все решилось очень просто. Она очень красивая, и легко описывается полиномом второго порядка. В качестве процессора я тогда применил однокристаллку 1816ВЕ48. АЦП двойного интегрирования я тогда собирал на рассыпухе. В общем, эта однокристаллка справлялась и с управлением АЦП, и с вычислениями, и с выводом на 7-сегментный индикатор. Точность линеаризации радовала. Несколько раз проводили испытания, для очередных неверующих, и каждый раз совпадение с медицинским термометром было один-в-один.

Но медицина - очень капризный и требовательный потребитель датчиков температуры. Причем точность - не на самом первом месте. Материал датчика не должен содержать вредных веществ, форма должна быть обтекаемой, без острых краев, не должно быть стыков, щелей, в которых могут скапливаться микробы, должен легко поддаваться обработке стерилизующими составами... и много чего еще.

Но в то время была кампания "помощи медицине", и на этой волне закрывались глаза на многие "излишества". Поэтому руководитель этой темы упростил требования до минимума. Типа, нефиг совать этот термометр куда попало. Ректальные, оральные и вагинальные измерения отпали, остались только "подмышечные".

Это резко облегчило изготовление датчика. В качестве прототипа я взял тоненький двухжильный провод, припаял его к транзистору, и просто обмазал место спайки эпоксидкой. Когда она стала полузастывшей, придал ей более правильную форму.
В общем, делалось как временное, а получилось долговременное. Руководитель показал это медикам. А те были так поражены точностью, и оперативностью измерения, что смирились с дизайном. А потом через руководителя заказали еще пару десятков. Но это уже было не бесплатно...

А этих германиевых транзисторов я тогда накупил с запасом. До сих пор сохранилось несколько штук.

[ForcePoint]

Занесло меня однако

Да ладно! Кто только не пытался спутать разрешающую способность с точностью...
Что там про долговременную стабильность есть (в плане применимости калибровки)?