單片機(jī)的人體皮膚溫度的測(cè)量

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（ （論論文）文）更多論文請(qǐng)加更多論文請(qǐng)加 QQ 1634189238 492186520題題 目目: 2700 用于人體皮膚溫度的測(cè)量專專業(yè)業(yè): 精密儀器制造與維修 班班級(jí)級(jí): 姓姓名名: 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師: 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校二七年六月摘摘 要要皮膚溫度是一個(gè)敏感的指標(biāo)，與人的溫?zé)岣杏X、脈搏變化基本上是相平行的，因此是評(píng)價(jià)小氣候?qū)θ梭w影響的常用生理指標(biāo)。由于在同一環(huán)境中機(jī)體各部位的皮膚溫度可能相差很大，如何準(zhǔn)確、有效地測(cè)量其溫度就極為重要。本文介紹了采用美國(guó)Keithley 儀器公司的 2700 數(shù)字多用表對(duì)人體皮膚溫度進(jìn)行準(zhǔn)確有效地測(cè)量的方案。測(cè)溫的關(guān)鍵是：安裝配置

2、 7700 多路開關(guān)模塊，多通道測(cè)量人體不同部位的皮膚溫度；選擇合適的傳感器進(jìn)行合理的連接，以達(dá)到所要求的精度；安裝使用 Integra UP Running 軟件，測(cè)量并記錄所測(cè)數(shù)據(jù)。關(guān)鍵字： 皮膚溫度 2700 7700 多路開關(guān)模塊 傳感器 Integra UP Running 軟件AbstractSkin temperature is a sensitive indicator, the warm feeling the pulse of change is basically parallel, it is to evaluate climate on human physiolog

3、ical effects of commonly used indicators. As in the same environment of the body parts of the skin temperature can vary enormously, how accurate, effective measurement of the temperature becomes very important. This paper describes the equipment used by the U.S. Keithleys 2700 digital multimeter to

4、human skin temperature accurate measurement of the effective program. Temperature is the key : the installation of more than 7,700 road configuration switch modules, multi-channel measurement of the human body in different parts of the skin temperature; choose a suitable sensor reasonable link to re

5、ach the required precision; Integra installation UP & Running software, measuring and recording the measured data. Keywords:Keywords: Skin temperature 2700 7700 Multi-sensor switch module Integra UP & Running Software 目錄摘 要.IABSTRACT.II目錄 .III第 1 章 緒 論 .11.1 人體皮膚溫度.11.2 測(cè)量體溫的方法.2傳統(tǒng)測(cè)溫.2 紅外測(cè)溫法

6、 .3第 2 章 KEITHLEY 2700 的特性及掃描原理.52.1 特性 .52.2 掃描.6 掃描原理 .6通道分配 .7 掃描過(guò)程 .7 觸發(fā)方式 .7 掃描配置 .10第 3 章 2700 測(cè)皮溫系統(tǒng)組成及原理 .123.1 系統(tǒng)組成.123.2 測(cè)溫原理.133.3 2700 測(cè)皮溫的優(yōu)點(diǎn).14第 4 章 傳感器的選擇 .154.1 傳感器的概念 .154.2 熱電偶的類型 .16第 5 章 系統(tǒng)測(cè)溫過(guò)程 .175.1 安裝 7700 模塊.17 簡(jiǎn)述 .17原理圖 .17 連接和安裝 .195.2 熱電偶的連接 .205.3 在計(jì)算機(jī)上安裝 INTEGRA UP RUNNING

7、 軟件.215.4 具體操作.21上電開機(jī)過(guò)程 .22 設(shè)置量程 .22 設(shè)定位數(shù) .22 設(shè)置速度和帶寬 .23 設(shè)置濾波器 .23 通道信號(hào)的測(cè)試 .26 Integra UP Running 軟件的設(shè)置.27 掃描及讀數(shù) .30數(shù)據(jù)存盤.316 測(cè)溫過(guò)程應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 .326.1 預(yù)熱.326.2 自動(dòng)校零.326.3 LSYNC（與電源周期的同步）.32結(jié) 論 .34致 謝 .35參 考 文 獻(xiàn) .36第 1 章 緒 論1.11.1 人體皮膚溫度人體皮膚溫度研究表明，人體不同部位的溫度是不同的。代表人體真實(shí)溫度的是心臟和腦部的血液溫度，叫基礎(chǔ)溫度或核心溫度（core tempera

8、ture） ，記作 tc。這個(gè)溫度無(wú)法臨床測(cè)量。最接近基礎(chǔ)溫度的是人體內(nèi)的肺動(dòng)脈、膀胱內(nèi)、食道內(nèi)和鼓膜處的溫度，可近似認(rèn)為與基礎(chǔ)溫度相等，這叫局域溫度。除了鼓膜外，在日常測(cè)量中也是很難測(cè)量的。在日常體溫測(cè)量中，是測(cè)量人體口腔（即舌下） 、直腸（肛門內(nèi)）或腋下的溫度，分別記作 to、tr 和 ta。這些部位的溫度容易測(cè)量，也相當(dāng)穩(wěn)定。但這些局部的溫度都互不相同，而且與基礎(chǔ)溫度有較大的差別，不代表人體的真實(shí)溫度。不同的人這些溫度與基礎(chǔ)溫度的差別也是不同的。文獻(xiàn)報(bào)道，口腔溫度 to 平均比肺動(dòng)脈溫度低 0.4，腋下溫度 ta 平均比肺動(dòng)脈溫度低 0.7。傳統(tǒng)上人們習(xí)慣把口腔溫度 to 作為體溫的代表

9、，或稱為體溫的參照溫度，以 to=37.0作為發(fā)燒與否的參照標(biāo)準(zhǔn)。 圖 1.1 人體不同部位溫度當(dāng)然也可以測(cè)量皮膚表面的溫度（如額頭溫度）來(lái)作為體溫參照溫度，記作 ts。但 ts 是不穩(wěn)定、不確定的一個(gè)值，很難準(zhǔn)確測(cè)量。不論我們測(cè)量哪一個(gè)部位的溫度（to、ta、tr 或 ts） ，他們與核心溫度 tc 都有差別，這個(gè)溫度差別是由人體生理因素形成的,叫做生理差別。人體的溫度分為體表溫度和深部溫度。人體的皮膚溫度屬于體表溫度，它散熱較多較快，容易隨著環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化，很不穩(wěn)定。通常將機(jī)體深部的平均溫度稱為體溫（body temperature） 。正常情況下，人體通過(guò)體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使體溫保

10、持相對(duì)穩(wěn)定。體溫的相對(duì)穩(wěn)定是維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要因素之一。體表的最外層，即皮膚表面，其溫度稱為皮膚溫，記作 ts。皮膚內(nèi)含有豐富的血管，凡能影響皮膚血管舒縮的因素都能改變皮膚的溫度。在寒冷的環(huán)境中，隨著氣溫的下降，四肢末梢（手和足）的皮膚溫度顯著降低，而頭部皮膚溫的變動(dòng)相對(duì)比較少。在通常情況下，當(dāng)氣溫降低時(shí)，人體皮下毛細(xì)血管使通過(guò)的血流量減少，皮膚溫度下降，散熱量減少。當(dāng)氣溫升高時(shí)，皮下毛細(xì)血管擴(kuò)張，皮膚溫度升高，散熱量增加。當(dāng)氣溫為 18、20C 時(shí)，皮膚溫度基本上沒有變化，表明在此溫度范圍內(nèi)，機(jī)體和外界環(huán)境維持著良好的熱平衡。一些研究資料表明，當(dāng)室溫在 17-22C 時(shí)，胸部皮膚溫度很穩(wěn)定

11、（34.5-34.7C） ；當(dāng)室溫降至 17C 以下時(shí)，胸部皮膚溫度逐漸下降；當(dāng)室溫升至 22C 以上時(shí)，胸部皮膚溫度逐漸上升；手背的皮膚溫度始終隨著氣溫的變化而有相應(yīng)的變化，這表明當(dāng)室溫在 17C 以上或 22C 以下時(shí)，只靠裸露部位皮膚的調(diào)節(jié)已不能很好的維持機(jī)體的熱平衡，未裸露的皮膚溫度也開始變化以保持機(jī)體的熱平衡，亦即機(jī)體的體溫調(diào)節(jié)開始逐漸緊張。皮膚溫度在隨室溫的下降而下降的調(diào)節(jié)的過(guò)程中，當(dāng)室溫下降至 9-13C 時(shí)，皮膚溫度出現(xiàn)一次回升現(xiàn)象，反映機(jī)體在寒冷刺激下熱調(diào)節(jié)的緊張。在空氣溫度上升到 32C 以上時(shí)，人體出汗開始顯著增加，當(dāng)氣溫超過(guò) 33C 時(shí)，汗液蒸發(fā)幾乎成為唯一的散熱方式。

12、機(jī)體大量出汗時(shí)，皮膚溫度即不再上升，甚至略有下降。1.2 測(cè)量體溫的方測(cè)量體溫的方法法 傳統(tǒng)測(cè)溫傳統(tǒng)的體溫測(cè)量是用醫(yī)用玻璃液體溫度計(jì)（俗稱體溫表） 、醫(yī)用電子接觸式溫度計(jì)（常用熱敏電阻作為它的感溫元件）等插入人體內(nèi)部（舌下、直腸）或置于腋下，通過(guò)接觸使溫度計(jì)的溫度等于被測(cè)處的溫度。水銀體溫計(jì)是由一根有刻度的真空玻璃毛細(xì)菅構(gòu)成。其末端有貯液槽，內(nèi)盛水銀。當(dāng)水銀槽受熱后，水銀膨脹而沿著毛細(xì)管上升，其高度和受熱程度成正比。體溫表的毛細(xì)管下端和水銀槽之間有一凹縮處，可使水銀柱遇冷不致下降。體溫計(jì)和刻度為3542，每 1之間分成 10 小格，每一小格表示 0.1，在相當(dāng)于 0.5和 1的地方用較粗且長(zhǎng)的

13、線標(biāo)示。在 37處則染以紅色。電子體溫計(jì)（充電式）采用電子感溫探頭來(lái)測(cè)量溫度，測(cè)得的溫度直接由數(shù)字顯示，讀數(shù)直觀，測(cè)溫準(zhǔn)確，靈敏度高。使用時(shí)只需將探頭放入外套內(nèi)，外套使用后丟棄。探頭須插入外套頂端，置探頭于病人的測(cè)量部位，如舌下熱窩處維持 60 秒，即可讀數(shù)字?；瘜W(xué)點(diǎn)狀體溫計(jì)內(nèi)有若干化學(xué)單位，在 45 秒內(nèi)能按特定的溫度來(lái)改變體溫表上點(diǎn)狀的顏色。當(dāng)顏色點(diǎn)從白色變成綠色或藍(lán)色時(shí)，即為所測(cè)的體溫。該體溫表用后即丟棄，可避免交叉感染。接觸式醫(yī)用溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是它本身很準(zhǔn)確，很穩(wěn)定，儀表的誤差不超過(guò) 0.1。它們?nèi)菀资褂?，便宜，可作醫(yī)療使用，也可作家用。其缺點(diǎn)是測(cè)量的速度慢（約 2 分鐘以上） ，玻璃液

14、體溫度計(jì)還易碎。 紅外測(cè)溫法任何有一定溫度的物體，都會(huì)以電磁波的形式向外界輻射出能量。所輻射能量的大小，直接與該物體的溫度有關(guān)，具體地說(shuō)是與該物體熱力學(xué)溫度的 4 次方成正比，用公式可表達(dá)為： 式中：E 輻射出射度，W/m3；斯蒂芬波爾茲曼常數(shù)，5.6710-8 W/(m2K4)；物體的輻射率；T 物體的溫度，K；T0物體周圍的環(huán)境溫度，K。測(cè)量出所發(fā)射的 E，就可得出溫度。利用這個(gè)原理制成的溫度測(cè)量?jī)x表叫紅外溫度儀表。這種測(cè)量不需要與被測(cè)對(duì)象接觸，因此屬于非接觸式測(cè)量。紅外溫度儀表可用于很寬溫度范圍的測(cè)溫，從50直至高于 3000。在不同的溫度范圍，對(duì)象發(fā)出的電磁波能量的波長(zhǎng)分布不同，在常溫

15、（0100）范圍，能量主要集中在中紅外和遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)。用于不同溫度范圍和用于不同測(cè)量對(duì)象的儀表，其具體的設(shè)計(jì)也不同。紅外溫度計(jì)最簡(jiǎn)單的原理圖如圖 1.2 所示。圖 1.2 紅外溫度計(jì)原理框圖圖中：主光學(xué)系統(tǒng)有兩個(gè)作用：a）把被測(cè)處的紅外線集中到檢測(cè)元件上；b）把進(jìn)入儀表的紅外線發(fā)射面限制在固定范圍內(nèi)。檢測(cè)元件把紅外線能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。信號(hào)處理單元把檢測(cè)元件輸出的信號(hào)，用電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理，變成人們需要的各種模擬量和數(shù)字量信息。顯示單元把處理過(guò)的信號(hào)變成人們可閱讀的數(shù)字或畫面。瞄準(zhǔn)系統(tǒng)用于瞄準(zhǔn)（或指示）被測(cè)部位。紅外測(cè)溫法的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：與被測(cè)對(duì)象不接觸，在測(cè)體溫時(shí)不會(huì)造成不必要的感染；

16、快速。通常測(cè)量時(shí)間小于 1s，一般不會(huì)超過(guò) 2s。缺點(diǎn)：儀表本身準(zhǔn)確度不如接觸式的醫(yī)用溫度計(jì)，通常不會(huì)優(yōu)于 0.2；測(cè)量結(jié)果受許多因素影響，重要的是被測(cè)對(duì)象輻射率不確定性，不容易測(cè)出被測(cè)對(duì)象實(shí)際溫度；測(cè)量距離變化和環(huán)境溫度變化也會(huì)帶來(lái)誤差；第 2 章 Keithley 2700 的特性及掃描原理2.12.1 特性特性2700 為一臺(tái) 6 12 高性能數(shù)字多用表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以測(cè)直流、交流電壓電流、2 線4 線電阻、熱電偶、熱敏電阻和 4 線 RTD 測(cè)溫，也可測(cè)頻率、周期和導(dǎo)通。2700 后面板有 2 個(gè)插槽，可插入 7700 系列的各種模塊模塊上任何一個(gè)閉合或掃描的通道可由 2700 來(lái)進(jìn)

17、行測(cè)量，對(duì)于掃描方式，每一通道可分別定義測(cè)量功能，量程及分辨率等參數(shù)。77007702770377057706雙刀開關(guān)20 路40 路32 路-20 路四線開關(guān)10 路20 路16 路-10 路單刀開關(guān)-40 路-測(cè)量電壓300V 最大300V 最大300V 最大300V 最大300V 最大測(cè)量電流CH 和223A 最大Ch41 和423A 最大-測(cè)量電阻2/4 線2/4 線2/4 線-冷端補(bǔ)償有-有接頭類型螺釘端子螺釘端子雙 DB-50插座雙 DB-50 插座微型螺釘端子其 他全部數(shù)字表功能全部數(shù)字表功能全部數(shù)字表功能,干簧繼電器多路閉合16 路數(shù)字輸出,2 路模擬輸出,1 路計(jì)數(shù)器/累加器

18、表 1 7700 系列開關(guān)模塊通過(guò)程控命令 SYSTem：CARDx，可查詢插入 2700 內(nèi)的開關(guān)模塊的下列信息：序列號(hào)和硬件版本最大允許電壓支持多路復(fù)用或是孤立開關(guān)模式測(cè)溫是否支持冷端補(bǔ)償哪些通道用作電壓 2 線測(cè)量哪些用作電流測(cè)量 哪些通道用作模擬量或者數(shù)字量輸出 確定累加器通道2700 的特性還包括： 開機(jī)狀態(tài)設(shè)置6 種 偏置補(bǔ)償測(cè)量用于四線電阻測(cè)量,二步測(cè)量以消除熱電勢(shì)的影響。 計(jì)算功能mX+b 和百分比計(jì)算 相對(duì)測(cè)量偏置歸零或建立基線值進(jìn)行相對(duì)測(cè)量 比例與平均對(duì) 2 個(gè)切換通道做比例和平均值測(cè)量 緩沖器可存儲(chǔ) 550000 個(gè)讀數(shù) 極限可設(shè)置雙高限，雙低限。 開關(guān)量輸入/輸出口5

19、路開關(guān)量（極限測(cè)試）輸出可用于控制外部電路， Pin6 也可用做外部觸發(fā)輸入。 監(jiān)控功能2700 可監(jiān)控某一選定的通道，比如該信號(hào)達(dá)到設(shè)定的極限值，就觸發(fā)一次掃描測(cè)試。 程控接口IEEE-488 接口和 RS-232 接口均可。2.22.2 掃描掃描 掃描原理2700 能夠掃描一到兩塊 Keithley 開關(guān)卡的通道。每一個(gè)通道都能獨(dú)立設(shè)置?？瑟?dú)立設(shè)置的操作項(xiàng)目包括功能、量程、速度、交流帶寬、相對(duì)、濾波、顯示位數(shù)、數(shù)學(xué)計(jì)算、偏置補(bǔ)償、溫度傳感器、極限、通道平均、通道比例和電壓分貝等。掃描通道的讀數(shù)自動(dòng)地存儲(chǔ)在緩存器中。當(dāng)使用自動(dòng)清除功能（缺省設(shè)置） ，掃描開始時(shí)，緩存器清除。否則，掃描讀數(shù)被添

20、加到緩存器中。 通道分配開關(guān)卡有一個(gè)確定的通道數(shù)。例如：7700 型開關(guān)卡有 22 個(gè)通道（1 到 22） 。一個(gè)掃描卡能安裝在主機(jī)兩個(gè)槽中的任何一個(gè)。因此，開關(guān)或掃描通道時(shí)必須指定開關(guān)卡的槽位置和通道號(hào)。2700 采用三位數(shù)表示一個(gè)通道，第一位（1 或 2）表示開關(guān)卡所在的槽數(shù)，后兩位指示開關(guān)卡的通道號(hào)。例如：通道 101 槽 1，第 1 個(gè)通道。通道 112 槽 1，第 12 個(gè)通道。通道 220 槽 2，第 20 個(gè)通道。2.2.3 掃描過(guò)程基本掃描對(duì)兩線測(cè)量功能，掃描完成后打開通道。四線制測(cè)量對(duì)四線測(cè)量功能（四線電阻和四線 RTD 測(cè)溫） ，掃描時(shí)占用雙通道。掃描完成后打開雙通道。通道

21、對(duì)計(jì)算比例和通道平均是由雙通道測(cè)量完成的，然后計(jì)算并顯示結(jié)果。因此，通道對(duì)計(jì)算也需要用成對(duì)通道。2.2.4 觸發(fā)方式下面的框圖闡述步進(jìn)和掃描兩種基本的掃描操作。見圖 2.1 和圖 2.2。 圖 2.1 步進(jìn)（STEP）功能的觸發(fā)方式步進(jìn)操作概述進(jìn)行“STEP”操作時(shí)，2700 離開空閑狀態(tài)，關(guān)閉第一個(gè)通道，等待事件觸發(fā)。檢測(cè)到觸發(fā)后，儀器可能在執(zhí)行測(cè)量之前受一個(gè)以上的延時(shí)影響。在讀數(shù)讀取并存儲(chǔ)在緩沖器之后，2700 輸出一個(gè)觸發(fā)脈沖，打開關(guān)閉的通道，然后關(guān)閉掃描表中的下一個(gè)通道，儀器將等待下一個(gè)觸發(fā)事件并進(jìn)行測(cè)量。直到掃描完最后一個(gè)通道，關(guān)閉掃描表中第一個(gè)通道，儀器返回到空閑狀態(tài)。掃描操作概述

22、當(dāng)進(jìn)行“SACN”操作時(shí)，2700 脫離空閑狀態(tài)，關(guān)閉第一個(gè)通道，等待事件觸發(fā)。檢測(cè)到觸發(fā)后，儀器可能在執(zhí)行測(cè)量之前受一個(gè)以上的延時(shí)影響。讀數(shù)被讀取并存儲(chǔ)在緩沖器之后，2700 打開關(guān)閉的通道，并且關(guān)閉掃描表中下一個(gè)通道，上述操作循環(huán)進(jìn)行直至掃描表中的所有通道測(cè)量完畢。當(dāng)掃描表中最后一個(gè)通道測(cè)量完后，2700 輸出一個(gè)觸發(fā)脈沖。如果程序要求再次對(duì)掃描表中的各通道進(jìn)行掃描，2700 將在控制源（Control Source)處等待下一個(gè)觸發(fā)事件。再次測(cè)量所有掃描表中通道后，2700 輸出下一個(gè)觸發(fā)脈沖。完成所有程序中要求的掃描后，儀器關(guān)閉掃描表中第一個(gè)通道，返回到空閑狀態(tài)。圖 2.2 掃描（SC

23、AN）功能的觸發(fā)方式觸發(fā)方式中的各項(xiàng)組成的含義如下：空閑（Idel）掃描被使用時(shí)，操作進(jìn)入空閑狀態(tài)，并立即落到觸發(fā)源控制中。當(dāng)測(cè)量完掃描表中最后通道后，操作返回到空閑狀態(tài)；當(dāng)停止測(cè)量時(shí)，系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉掃描表中第一個(gè)通道?？刂圃矗–ontrol Source)對(duì)于前面板，有三種控制源操作掃描：立即、定時(shí)、和外部觸發(fā)。系統(tǒng)在選擇控制源處掛起，直至檢測(cè)到合適的觸發(fā)事件為止。步進(jìn)（STEP）操作當(dāng)檢測(cè)到觸發(fā)事件時(shí)，測(cè)量一個(gè)通道。掃描指針循環(huán)到控制源，并且等待下一個(gè)觸發(fā)事件發(fā)生。掃描（SCAN）操作當(dāng)檢測(cè)到觸發(fā)事件時(shí)，掃描表中所有通道被掃描。掃描指針循環(huán)到控制源，并且等待下一個(gè)觸發(fā)事件。立即控制源用于立即觸

24、發(fā)，事件檢測(cè) (Event Detection）允許立即掃描通道。定時(shí)控制源掃描過(guò)程一開始，計(jì)時(shí)就開始，并且事件檢測(cè)（Event Detection）條件被滿足立即通過(guò)觸發(fā)進(jìn)入下一步。每次到達(dá)用戶設(shè)置的定時(shí)間隔時(shí)均觸發(fā)一次。如果定時(shí)間隔已到，且掃描指針已返回控制源，事件檢測(cè)（Event Detection）即被滿足，操作立即繼續(xù)進(jìn)行。延時(shí)（Delay）如觸發(fā)方式的圖中所示，在測(cè)量一個(gè)通道之前可能加一個(gè)或多個(gè)延時(shí)。 自動(dòng)延時(shí)或手動(dòng)延時(shí)用戶能選擇自動(dòng)延時(shí)或手動(dòng)延時(shí)。用自動(dòng)延時(shí)時(shí)，儀器自動(dòng)選擇一個(gè)延時(shí)時(shí)間，滿足功能和自動(dòng)量程變化及多步測(cè)量所需的穩(wěn)定時(shí)間。用戶不能調(diào)整自動(dòng)延時(shí)時(shí)間。對(duì)于選定的功能和量程

25、它是一個(gè)固定的延時(shí)。用手動(dòng)延時(shí)，用戶能夠設(shè)定延時(shí)周期從從 0 秒99 小時(shí) 99 分 99.99 秒。但如果設(shè)定一個(gè)延時(shí)短于相應(yīng)自動(dòng)延時(shí)周期，那么測(cè)量不確定度就會(huì)增加（會(huì)產(chǎn)生噪聲或未測(cè)完的讀數(shù)） 。 比例/通道平均延時(shí)對(duì)于使用比例或通道平均，需要一個(gè)繼電器切換不太快的典型延時(shí)。確省的延時(shí)周期是 0.5 秒，但它能通過(guò)遠(yuǎn)控編程設(shè)定為 0999999.999 秒。設(shè)備動(dòng)作（Device Action）在此部分中，完成通道測(cè)量過(guò)程。如果使用重復(fù)濾波，濾波過(guò)程也將完成。2.2.5 掃描配置儀器總是被配置為一個(gè)可用的掃描。開機(jī)時(shí)，每個(gè)通道按照開機(jī)確省設(shè)置來(lái)配置。儀器有兩個(gè)掃描配置：簡(jiǎn)單和高級(jí)。當(dāng)配置簡(jiǎn)單

26、掃描時(shí)，儀器用先有的設(shè)置掃描每個(gè)通道。用高級(jí)掃描時(shí)，每個(gè)通道能夠有自己獨(dú)立的設(shè)置。通道設(shè)置要考慮以下幾點(diǎn)：相對(duì)對(duì)高級(jí)掃描使用相對(duì)，相對(duì)值必須在正常測(cè)量狀態(tài)下來(lái)采樣。濾波掃描時(shí)不能使用移動(dòng)式濾波，只能使用重復(fù)式濾波。如果一個(gè)（或幾個(gè)）通道配置了移動(dòng)式濾波，掃描時(shí)濾波將被關(guān)閉。掛起用掃描時(shí)不可使用讀數(shù)掛起。不要在設(shè)置掃描通道中使用掛起，開始掃描也必須關(guān)閉掛起。對(duì)于高級(jí)掃描，每個(gè)使用的通道都有自己的獨(dú)立設(shè)置。不使用的通道從掃描表中排除。當(dāng)進(jìn)入通道設(shè)置菜單時(shí)，顯示的信息為被選擇通道的當(dāng)前設(shè)置。在“SETP”的小數(shù)點(diǎn)位置表示當(dāng)前的量程。 S.ETUP V：101 表示 101 通道為 1V 量程。 SE

27、.TUP ：102 表示 102 通道為 10k 量程。 SET.UP mA：121 表示 121 通道為 100mA 量程。 SETUP C：103 表示 103 通道為測(cè)溫功能。 SETUP HZ：104 表示 104 通道為測(cè)頻功能。 SETUP S：105 表示 105 通道為測(cè)周期功能。 SETUP PR：111 對(duì)于 7700 型開關(guān)模塊，表示通道 111 是和 101 配對(duì)的，這是不能改變的。電源Keithley2700計(jì)算機(jī)7700 開關(guān)模塊傳感器人體皮膚RS-232圖 3.1 測(cè)溫系統(tǒng)組成圖第 3 章 2700 測(cè)皮溫系統(tǒng)組成及原理3.13.1 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成該系統(tǒng)采用美國(guó)

28、 Keithley 儀器公司的 2700 型數(shù)字多用表/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱2700）安裝一個(gè) 7700 多路開關(guān)模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體不同部位皮膚溫度的測(cè)量。其系統(tǒng)由電源、2700、7700 開關(guān)模塊和傳感器組成，如圖 3.1。其方案思路為： 人體不同部位的皮膚溫度不同，同一部位的皮膚溫度在不同環(huán)境下不相同，因此會(huì)給研發(fā)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量帶來(lái)不少麻煩。作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，2700 具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 12-16bit的分辨率，達(dá)到在研發(fā)實(shí)驗(yàn)級(jí)別用到的 22bit.因而具有比一般采集系統(tǒng)更高的準(zhǔn)確度、靈敏度與重復(fù)性。其多路切換速度很快，并具有多種控制功能，配上 7700 數(shù)據(jù)采集軟件，作為高精度、穩(wěn)定和高分辨率的數(shù)據(jù)

29、記錄儀。在此方案中，為確保高的準(zhǔn)確度，傳感器的選擇極為重要。在可供選擇的傳感器里，熱敏電阻是最靈敏的，熱電偶是最方便的，4 線 RTD 是最穩(wěn)定的。為了方便，在系統(tǒng)中選擇熱電偶作為傳感器。將熱電偶用虛擬參考結(jié)點(diǎn)方式連接到 7700 多路開關(guān)模塊卡的通道上，另一端點(diǎn)分別粘在人體皮膚的腳、腿、手、臂、胸和額頭上，2700 用RS-232 線連接電腦，即完成系統(tǒng)的連接。設(shè)置好儀器前面板的各項(xiàng)參數(shù)。在計(jì)算機(jī)上安裝 Integra UP Running 軟件，并進(jìn)行設(shè)置，最后將掃描結(jié)果存盤。3.23.2 測(cè)溫原理測(cè)溫原理體表溫度是由局部的血流量、下層組織的導(dǎo)熱情況和表皮的散熱情況等多種因素決定的，因此測(cè)

30、量皮膚溫度要考慮多方面的影響。由于受到衣著、局部毛細(xì)血管的分布、離心臟的遠(yuǎn)近、局部汗腺分泌活動(dòng)等因素的影響，身體各不同部位的皮膚溫度的數(shù)值是不一樣的，而且隨著小氣候變化而變化的數(shù)值也不同。由于 ts 是不穩(wěn)定、不確定的一個(gè)值，因此需要測(cè)定某些有代表性的點(diǎn)的皮膚溫度來(lái)計(jì)算全身平均皮膚溫度。一般可測(cè)定 3-7 點(diǎn)的皮膚溫度，按加權(quán)法計(jì)算平均皮膚溫度。3 點(diǎn)法： T 平均皮溫 = 0.50T 胸+0.26T 小腿+0.14T 前臂4 點(diǎn)法： T 平均皮溫 = 0.34T 胸+0.33T 股+0.18T 大腿+0.15T 前臂7 點(diǎn)法： T 平均皮溫 = 0.07T+0.35T 胸+0.19T 股+0

31、.13T 小腿+0.07T 腳+0.14T 前臂+0.05T 手 2700 可用作熱電偶、熱敏電阻和 4 線 RTD 完成溫度測(cè)量。在選擇溫度傳感器時(shí)，應(yīng)注意熱電偶是最方便的，熱敏電阻是最靈敏的，4 線 RTD 是最穩(wěn)定的。通過(guò) RS-232接口與 PC 機(jī)連接，所有采集的數(shù)據(jù)能夠直接保存為.DAT 文件，便于以后的數(shù)據(jù)分析。當(dāng)兩種不同金屬的導(dǎo)線連在一起時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) ，該電動(dòng)勢(shì)為溫度的函數(shù)，當(dāng)溫度變化時(shí)，電動(dòng)勢(shì)也將隨之變化。因此熱電偶的每個(gè)電壓都和一溫度（差）相對(duì)應(yīng)，這就是熱電偶測(cè)溫的基本原理。3.33.3 27002700 測(cè)皮溫的優(yōu)點(diǎn)測(cè)皮溫的優(yōu)點(diǎn)由于在同一環(huán)境中身體各不同部位的皮膚溫度

32、可能不同，在測(cè)量皮膚溫度時(shí)要求各測(cè)點(diǎn)能夠同時(shí)測(cè)量，這對(duì)數(shù)據(jù)采集器的要求較高。2700 各通道掃描的時(shí)間間隔最小設(shè)置為 0.001 秒，能夠同時(shí)滿足皮膚溫度的測(cè)量要求。 2700 測(cè)溫度的優(yōu)點(diǎn)是精度高，響應(yīng)時(shí)間快，操作、使用便捷，能夠準(zhǔn)確、快速的測(cè)量人體皮膚溫度。第 4 章 傳感器的選擇4.14.1 傳感器的概念傳感器的概念傳感器（Sensor）是一種常見的卻又很重要的器件，它是感受規(guī)定的被測(cè)量的各種量并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換為有用信號(hào)的器件或裝置。對(duì)于傳感器來(lái)說(shuō)，按照輸入的狀態(tài)，輸入可以分成靜態(tài)量和動(dòng)態(tài)量。我們可以根據(jù)在各個(gè)值的穩(wěn)定狀態(tài)下，輸出量和輸入量的關(guān)系得到傳感器的靜態(tài)特性。傳感器的靜態(tài)特性

33、的主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度和準(zhǔn)確度等。傳感器的動(dòng)態(tài)特性則指的是對(duì)于輸入量隨著時(shí)間變化的響應(yīng)特性。動(dòng)態(tài)特性通常采用傳遞函數(shù)等自動(dòng)控制的模型來(lái)描述。通常，傳感器接收到的信號(hào)都有微弱的低頻信號(hào)，外界的干擾有的時(shí)候的幅度能夠超過(guò)被測(cè)量的信號(hào)，因此消除串入的噪聲就成為了一項(xiàng)關(guān)鍵的傳感器技術(shù)。 物理傳感器是檢測(cè)物理量的傳感器。它是利用某些物理效應(yīng)，把被測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化成為便于處理的能量形式的信號(hào)的裝置。其輸出的信號(hào)和輸入的信號(hào)有確定的關(guān)系。主要的物理傳感器有光電式傳感器、壓電傳感器、壓阻式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光導(dǎo)纖維傳感器等。作為例子，讓我們看看比較常用的光電式傳感器。這種傳

34、感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)，它直接檢測(cè)來(lái)自物體的輻射信息，也可以轉(zhuǎn)換其他物理量成為光信號(hào)。其主要的原理是光電效應(yīng)：當(dāng)光照射到物質(zhì)上的時(shí)候，物質(zhì)上的電效應(yīng)發(fā)生改變，這里的電效應(yīng)包括電子發(fā)射、電導(dǎo)率和電位電流等。顯然，能夠容易產(chǎn)生這樣效應(yīng)的器件成為光電式傳感器的主要部件，比如說(shuō)光敏電阻。這樣，我們知道了光電傳感器的主要工作流程就是接受相應(yīng)的光的照射，通過(guò)類似光敏電阻這樣的器件把光能轉(zhuǎn)化成為電能，然后通過(guò)放大和去噪聲的處理，就得到了所需要的輸出的電信號(hào)。這里的輸出電信號(hào)和原始的光信號(hào)有一定的關(guān)系，通常是接近線性的關(guān)系，這樣計(jì)算原始的光信號(hào)就不是很復(fù)雜了。其它的物理傳感器的原理都可以類比于光電式傳感器

35、。物理傳感器的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，我們僅僅就生物醫(yī)學(xué)的角度來(lái)看看物理傳感器的應(yīng)用情況，之后不難推測(cè)物理傳感器在其他的方面也有重要的應(yīng)用。熱電偶式傳感器被較多的應(yīng)用到溫度的測(cè)量中，通常有桿狀熱電偶傳感器和薄膜熱電偶傳感器。由于熱電偶的尺寸非常小，精度比較高的可做到微米的級(jí)別，所以能夠比較精確地測(cè)量出某一點(diǎn)處的溫度，加上后期的分析統(tǒng)計(jì)，能夠得出比較全面的分析結(jié)果。這是傳統(tǒng)的水銀溫度計(jì)所不能比擬的，也展示了應(yīng)用新的技術(shù)給科學(xué)發(fā)展帶來(lái)的廣闊前景。4.24.2 熱電偶的類型熱電偶的類型熱電偶按材料分為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶指已經(jīng)國(guó)家定型批量生產(chǎn)的熱電偶，非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶指特殊用途試生

36、產(chǎn)的熱電偶。熱電偶按結(jié)構(gòu)分為普通熱電偶、鎧裝熱電偶和片狀薄膜熱電偶，片狀薄膜熱電偶結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4.1 片狀薄膜熱電偶的結(jié)構(gòu)在熱電偶測(cè)量中，溫度測(cè)量范圍取決于所使用熱電偶的類型，所支持的熱電偶類型包括 J，K，N，T，E，R，S 和 B。 Type Range Resolution J -200C to760C 0.001C K -200C to1372C 0.001C N -200C to1300C 0.001C T -200C to400C 0.001C E -200C to1000C 0.001C R 0C to 1768C 0.1C S 0C to1786C 0.1C B +350C

37、 to1820C 0.1C 在測(cè)量皮膚溫度時(shí)，為保證測(cè)量的準(zhǔn)確度，因此應(yīng)選用精度較高的片狀薄膜熱電偶傳感器。第 5 章 系統(tǒng)測(cè)溫過(guò)程5.15.1 安裝安裝 77007700 模塊模塊 簡(jiǎn)述7700 模塊的最大輸入信號(hào)： 通道 1-20：300VDC 或 RMS，1A 切換，最大 60W，125VA 通道 21，22：60VDC 或 30VRMS，3A 切換，最大 60W，125VA7700 開關(guān)模塊有 20 路雙刀輸入通道可用于電壓、電阻、頻率、周期和溫度的測(cè)量，同時(shí)提供 2 路電流通道。共有 6 個(gè)溫度傳感器用于檢測(cè)接線端子板的冷端結(jié)點(diǎn)溫度。在溫度測(cè)量時(shí)，由于已包含內(nèi)部參考結(jié)點(diǎn)，故允許熱電偶

38、直接接到接線的端子上。在 2700 處于 DCV，ACV，2，CONT，4，F(xiàn)REQ，PERIOD 或 TEMP 功能時(shí)，通道 1 到 20 均可使用。當(dāng)處于電流功能時(shí)（DCI 或 ACI） ，僅有通道 21 和 22 可使用。7700 可用通道對(duì)來(lái)完成 4 線測(cè)試，基本通道 1 到 10 與通道 11 到 20 進(jìn)行配對(duì)。例如，當(dāng)選擇 4 線功能時(shí)，通道 1 與通道 11 配對(duì)；當(dāng)關(guān)閉通道 1 時(shí)，通道 11 也同時(shí)關(guān)閉。 2 線方式包括 DCV，ACV，DCI，ACI，2，CONT，F(xiàn)REQ，PERIOD 和TEMP（熱電偶和熱敏電阻） 。在 4 線方式下包括 4，TEMP（4 線 RTD

39、） ，RATIO 和CHAVG。當(dāng)選擇 4 線方式時(shí)，基本通道 1 到 10 將自動(dòng)與通道 11 到 20 配對(duì)，如下： 通道 01 和通道 11 配對(duì)；通道 02 和通道 12 配對(duì)；通道 03 和通道 13 配對(duì)； 通道 04 和通道 14 配對(duì)；通道 05 和通道 15 配對(duì)；通道 06 和通道 16 配對(duì)； 通道 07 和通道 17 配對(duì)；通道 08 和通道 18 配對(duì)；通道 09 和通道 19 配對(duì)； 通道 10 和通道 20 配對(duì)由于本系統(tǒng)選擇 2 線方式測(cè)量，4 線方式不再介紹。 原理圖7700 原理圖見圖 5.1，通道 1 到 20 可用于除電流外的所有測(cè)量。通道 21 和 2

40、2 僅用于電流測(cè)量。由圖可見，有兩個(gè)背板繼電器（通道 24 和 25）連接到 2700 背板的輸入通道上。在 2 線方式下（電流除外） ，通道 25 將閉合，當(dāng)在 4 線方式下，通道 24 和 25 均閉合。圖5.1 7700簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖在通道1到10與通道11到20之間有以刀/4刀繼電器（通道23） 。在2線方式時(shí)，通道23打開（在2刀位置上） ，使20通道中任一通道都可連接到輸入背板上。當(dāng)選擇4線方式時(shí)，通道23閉合（在4刀位置上）使通道1到10與通道11到20隔離。當(dāng)主通道（1到10）關(guān)閉。在正常操作下，用戶不能控制通道 23，24 和 25，這些通道的開/合狀態(tài)由所選擇的功能來(lái)決定。 連

41、接和安裝通道 1 到 23 均使用帶鎖存的繼電器而達(dá)到更好的支流測(cè)試性能（無(wú)熱電勢(shì) EMF） 。當(dāng)儀器的電源被關(guān)掉時(shí)，所有已閉合的繼電器仍處于閉合狀態(tài)，因此當(dāng)閉合的通道上有具危險(xiǎn)性的電壓時(shí)，該電壓同樣會(huì)出現(xiàn)在 7700 開關(guān)模塊的 INPUT，SENSE 或AMPS/LO 端。當(dāng) 2700 完成了開機(jī)的初始化，所閉合的通道在幾秒后都將打開。（1）在模塊上進(jìn)行連線或拆線， （2）在 2700 上插拔開關(guān)模塊。連接背板的繼電器（通道 24 和 25）為不帶鎖存的繼電器，當(dāng) 2700 關(guān)閉時(shí)，它們均都打開。 第一步 打開頂蓋為了能連到 7700 開關(guān)模塊的接線端子板上，首先要打開頂蓋。如圖 5.2

42、所示，有一彈簧螺釘，用一字型的螺絲刀向左轉(zhuǎn)動(dòng)直到打開模塊的頂蓋。在蓋頂蓋時(shí)，應(yīng)確保頂蓋的所有邊都嵌入模塊盒中。蓋好頂蓋后，再擰好螺釘。圖5.2 7700頂蓋 第二步 模塊安裝 1. 關(guān)掉 2700 電源并拔下電源線和所有連在后面板的線纜。 2. 將 2700 的后面板對(duì)著自己。3. 將開關(guān)模塊頂蓋朝上，并將其插入空的插槽中。當(dāng)約剩 1/4 英寸時(shí)，用力一壓，使模塊的插頭與主機(jī)箱的連接器相連。 4. 在模塊的兩端各有一固定螺釘，上緊螺釘而確保模塊與主機(jī)箱的連接器 相連。 5. 連好電源線和其他連在后面板上的纜線。 6. 打開 2700 電源， “7700”及對(duì)應(yīng)的插槽的信息將會(huì)顯示出來(lái)。5.25

43、.2 熱電偶的連接熱電偶的連接當(dāng)熱電偶直接連到 2700 輸入端時(shí)，至少有一個(gè)由兩種不同金屬所形成的連接點(diǎn)，故其所產(chǎn)生的電壓便會(huì)加到熱電偶形成的電壓內(nèi)，從而會(huì)形成溫度測(cè)量的誤差。為了消除熱電勢(shì)的影響，熱電偶線路中的參考結(jié)點(diǎn)的溫度應(yīng)已知。參考結(jié)點(diǎn)是熱電偶線路中的冷端，為一穩(wěn)定的已知溫度，而且必須要在不同材料導(dǎo)線相連的地方。只有當(dāng)冷端的溫度已知，2700 才可以根據(jù)冷端的溫度計(jì)算出熱電偶的對(duì)應(yīng)的溫度值。標(biāo)準(zhǔn)的參考溫度是冰點(diǎn)（0C） 。冰點(diǎn)不僅可以被準(zhǔn)確地控制，而且國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局也用它作為電壓溫度轉(zhuǎn)換表的基本參考。虛擬參考結(jié)點(diǎn)用冰槽，銅線與熱電偶的連接點(diǎn)被浸入冰槽，給 2700 輸入 0C 作為虛擬參考

44、溫度。2700 虛擬的參考溫度可發(fā)給計(jì)算機(jī)，設(shè)定在 0 到 65C 的范圍內(nèi)。使用 7700 開關(guān)模塊，按圖 5.3 使用虛擬參考結(jié)點(diǎn)。圖 5.3 虛擬參考結(jié)點(diǎn)5.35.3 在計(jì)算機(jī)上安裝在計(jì)算機(jī)上安裝 IntegraIntegra UPUP RunningRunning 軟件軟件這是一個(gè)由 TestPoint 軟件開發(fā)平臺(tái)生成的實(shí)用軟件，裝上就可以使用（如圖 5.4） 。安裝方式只需按習(xí)慣的 Windows 風(fēng)格，點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)，就可檢驗(yàn)有關(guān)硬件、連線、通訊和軟件驅(qū)動(dòng)是否運(yùn)行正常。此軟件可執(zhí)行數(shù)據(jù)顯示、分析與存儲(chǔ)任務(wù)，可顯示多達(dá)8 個(gè)通道的波形，實(shí)時(shí)記錄多通道數(shù)據(jù)到硬盤，因此非常適合用來(lái)測(cè)人體

45、不同部位的皮膚溫度。圖 5.4 Integra UP Running 軟件5.45.4 具體操作具體操作以上為測(cè)溫前的準(zhǔn)備工作，接下來(lái)介紹測(cè)溫過(guò)程的具體操作步驟。將 2700 接入計(jì)算機(jī)，開機(jī)進(jìn)行儀器設(shè)置。 上電開機(jī)過(guò)程連接電源：1檢查后面板上電壓輸入的選擇是否符合目前工作環(huán)境的電壓。對(duì)于測(cè)皮膚溫度，220V 的電壓足夠。2插入電源線之前，將前面板的電源開關(guān)撥在關(guān)的位置。3將電源線連接至儀器后面板的交流電源輸入端和三孔交流電源的輸出端。4按下儀器前面板的電源開關(guān)，打開儀器準(zhǔn)備操作。開機(jī)程序：當(dāng)打開電源，2700 會(huì)依內(nèi)部 EPROM 和 RAM 的設(shè)定作自我檢測(cè)，并且會(huì)將屏幕上所有的顯示信號(hào)點(diǎn)

46、亮近 1 秒種。如果監(jiān)測(cè)出任何故障，屏幕上顯示“ERR”及錯(cuò)誤代碼。2700 通過(guò)自檢，屏幕上將會(huì)顯示： REV：A01 A02其中：A01 是主機(jī)板上 ROM 的版本代號(hào)。 A02 是顯示板上 ROM 的版本代號(hào)。隨后，已安裝的 7700 開關(guān)模塊會(huì)顯示出來(lái)，如下： 1：77005.4.2 設(shè)置量程測(cè)量量程的選擇會(huì)影響測(cè)量準(zhǔn)確度和可測(cè)量的最大電平，對(duì)于溫度測(cè)量，沒有量程選擇，是在單一固定的量程內(nèi)進(jìn)行的，決定于所使用的探頭的類型，最大溫度讀數(shù)范圍從-200C 到 1820C。人體皮膚在這一范圍內(nèi)，因此在儀器上按 RANGE 鍵，選擇最接近人體皮膚溫度的量程，也可選用自動(dòng)量程“AUTO” 。但自

47、動(dòng)量程相對(duì)手動(dòng)量程較慢，所以為了優(yōu)化速度，確保最好的準(zhǔn)確度和分辨率，不使用自動(dòng)量程。在每種測(cè)量功能里，量程設(shè)置是可記憶的，在選擇好量程后，多次測(cè)量時(shí)將不再需要重新設(shè)置。5.4.3 設(shè)定位數(shù)DIGITS 鍵用于設(shè)置顯示分辨率，在儀器前面板上按 DIGITS 鍵，進(jìn)入位數(shù)選擇菜單，屏幕上顯示 3 1/2 到 6 1/2 的分辨率。溫度測(cè)量要求數(shù)據(jù)精度不太高，選擇 3 1/2 位就夠了。具體操作是：按左右選擇鍵選擇 3 1/2 位，然后按 ENTER 鍵進(jìn)行確定。5.4.4 設(shè)置速度和帶寬 2700 前面板的 RATE 鍵設(shè)定 A/D 轉(zhuǎn)換的積分時(shí)間（測(cè)量速度） ，輸入信號(hào)被測(cè)量的周期時(shí)間（也被稱為

48、孔徑時(shí)間） ，積分時(shí)間影響讀數(shù)噪聲的大小，同樣影響儀器的最快讀數(shù)速度。積分時(shí)間是用電源周期的倍數(shù)（NPLC）來(lái)表述的，1PLC 對(duì)于 60Hz是 16.67 毫秒，1PLC 對(duì)于 50Hz 和 400Hz 是 20 毫秒（1/50） 。一般情況下，最快的積分時(shí)間（0.1PLC 從前面板，0.01PLC 從總線）造成讀數(shù)噪聲的增加和可用位數(shù)的減少，而最慢的積分時(shí)間（5PLC 從前面板，60 或 50PLC 從總線）提供最好的共模和串模噪聲抑制。中間的設(shè)置是在速度和噪聲之間的折中。設(shè)置具體操作如下：按下前面板的 RATE 鍵，儀器屏幕顯示“FAST” 、 “MED” 、 “SLOW”三個(gè)選項(xiàng)，在測(cè)

49、溫時(shí)，F(xiàn)AST 設(shè)定積分時(shí)間為 0.1PLC，MED 設(shè)定積分時(shí)間為 1PLC，SLOW 設(shè)定積分時(shí)間為 5PLC。在此系統(tǒng)方案的測(cè)量中，要使溫度最快的測(cè)量出來(lái)，以達(dá)到更高的精度。所以應(yīng)考慮測(cè)量速度，按左右選擇鍵選擇 FAST，并將其設(shè)置為 0.1PLC，最后按 ENTER 鍵進(jìn)行確認(rèn)。帶寬規(guī)定了對(duì) AC 測(cè)量中最低的可測(cè)頻率，而速度設(shè)定決定了帶寬設(shè)定。 SLOW - 3Hz到300kHz MEDium - 30Hz到300kHz FAST - 300Hz到300kHz故選定-300 Hz 到 300kHz 的帶寬范圍。 設(shè)置濾波器數(shù)字濾波器用于使有噪聲的測(cè)量更穩(wěn)定。為了確保測(cè)量的精確度，前面

50、設(shè)置速度和帶寬為 FAST，增加了儀器工作的噪聲，這里對(duì)濾波器進(jìn)行設(shè)置，以便使測(cè)量更穩(wěn)定。濾波器顯示的、存貯的或傳送的讀數(shù)是由一定數(shù)目的讀數(shù)（從 1 到 100）平均而得到的，且這些讀數(shù)在一窗口內(nèi)。一般情況下，數(shù)字濾波器把一指定數(shù)目（濾波個(gè)數(shù)）的 A/D 轉(zhuǎn)換放置在存貯器堆棧里。這些轉(zhuǎn)換必須連續(xù)產(chǎn)生，并在一個(gè)選定的讀數(shù)窗（濾波窗口）內(nèi)。這些在堆棧中的讀數(shù)被平均后產(chǎn)生一個(gè)濾波后的讀數(shù)。堆?？梢砸詢煞N方式（濾波器類型）被充滿、移動(dòng)或重復(fù)。移動(dòng)濾波器每次做平均之前從堆棧中去掉并加入一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換值，而重復(fù)濾波器只有在被全新的 A/D 轉(zhuǎn)換值充滿后才對(duì)堆棧做平均。下面介紹一下數(shù)字濾波器的特性。濾波

51、數(shù)目濾波數(shù)目規(guī)定了多少個(gè)連續(xù)的 A/D 轉(zhuǎn)換（在濾波窗口內(nèi)）被放置在堆棧。當(dāng)堆棧滿時(shí)，A/D 轉(zhuǎn)換被平均后計(jì)算出一個(gè)最終濾波后的讀數(shù)。濾波數(shù)目可被設(shè)定從 1 到 100。當(dāng)濾波數(shù)目為 1 時(shí)，不做平均。但是，只有在濾波窗口內(nèi)的讀數(shù)才會(huì)被顯示、存貯或傳送。濾波窗口數(shù)字濾波器使用一窗口控制濾波閥值。只要輸入信號(hào)保持在選定的窗口內(nèi)，A/D 轉(zhuǎn)換值就被連續(xù)放在堆棧內(nèi)。如果信號(hào)超過(guò)窗口的值，濾波器復(fù)位，濾波器會(huì)一一個(gè)從 A/D 轉(zhuǎn)換器來(lái)的初始值開始一個(gè)新的過(guò)程。五個(gè)從前面板可選的窗口為量程的 0.01%，0.1%，1%，10%和 NONE（無(wú)窗口） 。對(duì)于程控方式，窗口可被設(shè)為 0.01%到 10%的任

52、何值或 NONE。對(duì)電壓、電流和電阻，濾波器窗口以量程的百分比來(lái)表達(dá)。例如，在 10V 量程，一個(gè) 10%窗口意味著濾波窗口是1V。對(duì)于溫度，濾波器窗口表達(dá)為一個(gè)最大溫度讀數(shù)的百分比。最大溫度由所使用的哪一類熱電偶決定。例如，對(duì) J 型熱電偶，最大讀數(shù)為 760C，一個(gè) 10%的窗口意味著濾波窗口為76C。 圖5.5 移動(dòng)式和重復(fù)式濾波器濾波器類型有兩種數(shù)字濾波器，移動(dòng)和重復(fù)方式。移動(dòng)式濾波器使用一個(gè)先進(jìn)先出堆棧。當(dāng)堆棧變滿，測(cè)量的轉(zhuǎn)換值被平均，產(chǎn)生一個(gè)讀數(shù)。對(duì)于每一個(gè)轉(zhuǎn)換值放入堆棧，最老的一個(gè)轉(zhuǎn)換被丟棄，然后堆棧重新平均一次，產(chǎn)生一個(gè)新讀數(shù)。這個(gè)過(guò)程如圖 5.5-A 所描繪。對(duì)于重復(fù)濾波器，

53、堆棧被填滿后做平均產(chǎn)生一個(gè)讀數(shù)。然后堆棧被清空并且過(guò)程重新開始見圖 5.5-B。重復(fù)式濾波器用于掃描，保證從其它通道來(lái)的讀數(shù)不會(huì)被現(xiàn)在的通道用來(lái)平均。 當(dāng)掃描時(shí)移動(dòng)式濾波器不能使用。 濾波器舉例 濾波器類型移動(dòng)式 濾波窗口=0.01%的量程 濾波個(gè)數(shù)=10 濾波狀態(tài)=開10 個(gè)讀數(shù)填充進(jìn)堆棧產(chǎn)生一個(gè)濾波讀數(shù)。現(xiàn)在假設(shè)下一個(gè)讀數(shù)（即第 11 個(gè)）超出窗口。讀數(shù)會(huì)繼續(xù)顯示。但是，堆棧里的讀數(shù)不變。每個(gè)后來(lái)的有效讀數(shù)會(huì)代替一個(gè)堆棧中已有的讀數(shù)。FILT 指示燈一直閃爍直到 10 個(gè)新讀數(shù)充滿堆棧。濾波器的控制和配置操作如下：FILTER 鍵確定濾波器的狀態(tài)。當(dāng)濾波器使用時(shí)，F(xiàn)IL 指示燈亮。當(dāng)濾波器

54、沒有建立時(shí)，F(xiàn)ILT 燈會(huì)閃爍。當(dāng)不用時(shí)，F(xiàn)ILT 指示燈滅。濾波器在其使用和不使用時(shí)均可配置。選擇溫度測(cè)量功能 TEMP。按 SHIFT 鍵然后按 TYPE 鍵。使用 RANGE 鍵顯示需要的窗口設(shè)置，選定 0.01%，按回車。使用選擇鍵顯示濾波器的讀數(shù)個(gè)數(shù)，選擇 7，然后按 ENTER 鍵。使用選擇鍵顯示需要的濾波器類型，選定移動(dòng)式，最后按 ENTER 鍵。濾波器打開并且儀器轉(zhuǎn)向正常測(cè)量狀態(tài)。當(dāng)濾波器使用時(shí)，配置的改變?cè)谧鐾旰罅⒖逃行А．?dāng)濾波器不用時(shí)，則當(dāng)濾波器使用時(shí)才會(huì)使改變有效。當(dāng)濾波器操作正在進(jìn)行時(shí)，讀數(shù)會(huì)持續(xù)地被處理（如顯示、存貯、通過(guò)總線發(fā)送） ，但是他們可能有疑問(wèn)。改變功能或量

55、程會(huì)造成濾波器復(fù)位。濾波器會(huì)按照那個(gè)功能或量程的狀態(tài)（使能或取消）和配置進(jìn)行操作。 通道信號(hào)的測(cè)試由于安裝了 7700 多路開關(guān)模塊，需要對(duì)各通道進(jìn)行設(shè)置。選擇通道設(shè)置。此時(shí)，以前閉合的通道（如果有）則會(huì)打開，設(shè)定的通道（或通道對(duì)）再閉合。先閉合所有的通道，然后再打開所需要的通道。其步驟為：按 CLOSE 鍵，屏幕顯示“CLOSE CH：XXX”按選擇鍵選定所有打開的通道。按 ENTER 鍵確認(rèn)，閉合的通道 CHAN 指示燈亮。按 OPEN 鍵，在前面板顯示的屏幕上按選擇鍵鍵入通道序號(hào) 1 到 7，并用 ENTER鍵確認(rèn)。接入所測(cè)信號(hào)分別對(duì)應(yīng)人不同部位的皮膚溫度，其各測(cè)量參數(shù)以及對(duì)應(yīng)通道如下表

56、 5.1： 序號(hào)所測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)通道1腳的溫度1012腿的溫度1023手的溫度1034臂的溫度1045胸的溫度1056額的溫度1067空氣的溫度107表 5.1 各測(cè)量參數(shù)及對(duì)應(yīng)通道 Integra UP Running 軟件的設(shè)置Integra UP Running 是一個(gè)非常人性化的操作軟件，能夠滿足測(cè)量使用者對(duì)不同數(shù)據(jù)的需求，應(yīng)用到測(cè)溫方案中，能夠同時(shí)顯示不同的數(shù)據(jù)，同時(shí)提供所測(cè)參數(shù)的曲線圖。在測(cè)溫時(shí)的設(shè)置操作如下：打開 Integra UP Running 軟件，在所顯示的界面上進(jìn)行設(shè)置。在 Device ID欄選定 KESCPI-COM1，此設(shè)置確定儀器的連接和使用方式，顯示如圖 5.6。圖中顯示 Demo Mode On，表示是一個(gè)演示模式的界面，右邊的框圖為所測(cè)參數(shù)的曲線圖。 圖 5.62 將 Demo Data 欄中的“”點(diǎn)掉，退出演示模式。在 Function 欄中選擇 Temp,此時(shí)進(jìn)入溫度測(cè)量設(shè)置菜單。如圖 5.7。圖 5.7在彈出的界面中進(jìn)行設(shè)置，在 Transducer 欄選定 Thermocouple,然后在 Units