具体实施方式

需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面根据实例来详细说明本发明。

本发明提出一种用于耳温枪的测温电路，如图1所示，测温电路包括热电堆10、加热模块70、放大模块20、模数转换器30和处理器40；

热电堆10包括热电堆负极端The-、热电堆正极端The+和温度检测输出端，热电堆正极端The+连接放大模块20的第一输入端，热电堆负极端The-和放大模块20的第二输入端连接基准电压，放大模块20的输出端连接模数转换器30的第一采样端，温度检测输出端连接模数转换器30的第三采样端，模数转换器30的输出端连接处理器40，加热模块70的控制端连接处理器40。

处理器40的示例可以包括但不限于，通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、其他任何类型的集成电路 (IC)以及状态机等等。

处理器40被配置成：从模数转换器30获取从第一采样端采集的电压，并从模数转换器 30获取从第二采样端采集的环境温度；控制加热模块70工作以使得环境温度达到预设温度；根据当前采集的环境温度值和电压值确定人体温度。

由于耳温枪使用环境温度的不同，如冬天和夏天使用，会使得耳温枪的检测探头即热电堆10的探头温度与人体的温度差异很大，如在冬天使用时检测探头温度低，其深入耳廓检测温度时，耳廓内的鼓膜的辐射的热量接触到温度低的检测探头的表面会受到衰减，从而使得检测探头检测到的辐射热量不准确，最终导致检测到的人体温度不准确。本发明实施例为解决此问题，增加加热模块70，其中加热模块70包括加热丝和相关控制电路，其加热丝与热电堆10的检测探头接触设置，以在其工作时将检测探头的温度提升。其加热模块70的工作状态受处理器40控制，在耳温枪检测耳廓内的温度时，处理器40控制加热模块70开始工作，并读取耳廓内的温度是否达到预设温度，在达到预设温度后处理器40读取热电堆10检测到电压，以此并根据电压和当前耳郭内的实际温度确定人体温度。其中预设温度与人体表面的正常温度接近，如可以设置为34℃，从而使得热电堆10的探头被加热到与人体温度接近的温度，以此接收到耳郭辐射的热量不会损失，从而输出的电压与人体的温度准确对应。以此有效提升了检测的人体温度的准确性。

由于热电堆10的正极端和负极端之间输出的电压微弱一般只有50～700uV，因此需要将此电压进行放大，通过放大模块20对输出电压进行放大，一般放大倍数可在100-300倍之间，经过放大后电压为0-5V之间的电压，能够被后续连接的模数转换器30识别到。因为正极端和负极端之间的压差很小，如果直接将负极端接地，则正极端的电压也就是50～700uV，与零电位非常接近，如果直接输入到放大模块20的放大电路如比较器，难以达到比较器内部三极管的导通电压使其工作，因此导致比较器无法正常工作对输入的电压进行放大。因此在负极端需输入一定电压值的电压，在本实施例中，一般在负极端输入1-1.5V的电压如1.2V，这样正极端的电压就是1.2V+压差。其输入到比较器能使得比较器正常工作对压差进行放大。

在本发明的一些实施例中，处理器40还被配置成：输出PWM信号以控制加热模块70间歇工作，根据获取的环境温度与预设温度的接近程度调整PWM信号的脉宽，以使得环境温度达到并维持预设温度。在该实施例中，处理器40输出PWM信号控制加热模块70的发热丝L1工作在间歇工作状态，其中工作的时间为PWM信号中有效的时间，通过PWM信号可以调整发热丝L1的工作的功率，以随时调整其发热的速度的快慢。因为要控制发热丝L1 的工作使得热电堆10的检测探头的温度达到并维持预设温度，因此需要对发热丝L1的功率进行精细的控制，否则在其工作过程中即使达到了预设温度，也会在此后维持预设温度时容易较大的波动，以此使得探头的温度不能平稳的维持在预设温度，给检测带来误差。因此采用PWM信号控制发热丝L1的功率，且其PWM的脉宽由当前环境温度与预设温度的接近程度进行调节，如在环境温度与预设温度相差较大可以采用较大的脉宽以控制加热丝的功率较高，从而使得检测探头的温度较快的提升，在环境温度与预设温度相差较小时，减小脉宽，使得发热丝L1的功率降低，以此使得检测探头的温度较平稳的接近预设温度，在达到预设温度后采用最小的脉宽控制发热丝L1工作，以将检测探头的温度平稳的维持在预设温度，以此使得检测探头的温度处于恒温状态，从而保证了最终检测温度的准确性。

具体地，在根据当前采集的环境温度值和电压值确定人体温度时，可以采用二维表格的形式，将处理器40从模数转换器30采集到的热电堆10检测到的人体红外信号对应的电压 V_TP，以及热电堆10的温度检测输出端输出的环境温度T1与人体的温度T2组成二维表格，如下图所示：

其中T1_a、T1_b、T1_d分别对应T1的三种不同温度值，T2_A、T2_B、T2_D是在当前的电压V_TP下对应三种不同温度值得到的三种不同人体温度。

通过查表法相对公式计算，能降低处理器40的处理能力，且在表格相对精细的情况下可以提升得到的人体温度的准确性。

在现有技术中，热电堆10极端一般接一个普通的直流电压，该电压未经稳压，以此存在一定的纹波系数使得电压有波动，从而使得对应正极端也对应输出有波动，因为热电堆10极端和负极端之间输出的电压微弱，因此即使使得微小的纹波也对原有的电压产生很大的干扰，以此使得最终输出的电压产生较大的误差，最终使得处理器40根据模数转换器30得到的此电压值进行计算得到的人体温度产生大的误差。而本实施例的方案，通过将热电堆10极端加载电源模块60的一路基准电压VREF，从而使得热电堆的正极端输出的电压稳定，其电压的变化完全与检测到的人体温度对应，以此使得最终处理器40计算得到的人体温度准确。而且放大模块20的第二输入端也加载此基准电压VREF，从而使得放大模块20的第一输入端和第二输入端之间的压差为热电堆的正极端和负极端之间输出的电压，使得放大模块20的放大不会引入干扰电压，仅针对热电堆与环境温度对应输出的电压进行放大，以此放大模块20输出的电压准确对应热电堆10极端和负极端之间输出的电压，以此进一步保证了最终处理器 40计算的到的人体温度的准确性。

在本发明的一些实施例中，测温电路还包括电源模块60出经稳压的基准电压VREF，热电堆负极端The-还连接到模数转换器30的第二采样端。如图1所示，电源模块60经稳压的基准电压VREF经第一电压输出端连接测温模块的热电堆负极端The-，在现有技术中，热电堆10的负极端一般接一个普通的直流电压，该电压未经稳压，以此存在一定的纹波系数使得电压有波动，从而使得对应正极端也对应输出有波动，因为热电堆10的正极端和负极端之间输出的电压微弱，因此即使使得微小的纹波也对原有的电压产生很大的干扰，以此使得最终输出的电压产生较大的误差，最终使得处理器40根据模数转换器30得到的此电压值进行计算得到的人体温度产生大的误差。而本实施例的方案，通过将热电堆的负极端加载电源模块 60的一路经稳压的基准电压VREF，从而使得热电堆的正极端输出的电压稳定，其电压的变化完全与检测到的人体温度对应，以此使得最终处理器40计算得到的人体温度准确。而且放大模块20的第二输入端也加载此基准电压VREF，从而使得放大模块20的第一输入端和第二输入端之间的压差为热电堆的正极端和负极端之间输出的电压，使得放大模块20的放大不会引入干扰电压，仅针对热电堆与环境温度对应输出的电压进行放大，以此放大模块20输出的电压准确对应热电堆的正极端和负极端之间输出的电压，以此进一步保证了最终处理器40 计算的到的人体温度的准确性。进一步地，第一电压输出端还连接到模数转换器30的第二采样端。模数转换器30也同时采样基准电压值VREF，因为基准电压VREF虽然是电源模块60 经稳压输出的电压，但是即使是经过稳压的电压，其电压值仍然存在微小的偏差，应用到大量产品中时，不能完全做到电压值都完全相同，仍然存在一些小的上下偏差，因此处理器40 读到的经放大模块20放大并经模数转换器30转换后的热电堆的输出电压对应存在小的偏差，以此根据同一种算法计算出来的人体温度也会存在小的波动即不准确的现象。为解决此问题，处理器40同时通过模数转换器30读取此基准电压VREF值，判断该基准电压VREF值是否与预存的标准电压是否存在偏差，如果存在偏差，则根据偏差值对算法进行校准，从而使得计算出来的人体温度准确可靠。从而进一步提升测温电路检测人体温度的准确性。

如图2所示，其中电源模块60包括电压转换单元61和稳压单元62和第二电压输出端；电压转换单元61的输出端为第二电压输出端以输出第二电压VDD，稳压单元62经的输出端为第一电压输出端以输出基准电压VREF。其中电压转换单元61为主要以电压转换集成电路 IC5组成的电压转换电路，将输入的电压经升压或者降压转换为另一种电压即第二电压VDD，以为处理器40、放大模块20、模数转换器30提供工作所需电压，由于这些器件工作电压低，因此电压转换单元61一般为降压电路，如将输入的5V电压转换为3.3V电压。稳压单元62主要包括第十二电阻R12、高精度的稳压源IC6、第十三电阻R13和第十四电阻R14，其中高精度的稳压源IC6可以是TL431等高精度稳压源IC，以TL431为例，第十二电阻R12的一端为稳压单元62输入端，第十二电阻R12的另一端和TL431的阴极、TL431的参考极和第十三电阻R13的一端共接，TL431的阳极接地，第十三电阻R13的另一端和第十四电阻 R14的一端为稳压单元62输出端，第十四电阻R14的另一端接地。以此输入电压经第十二电阻R12隔离分压，经TL431的阴极对地输出高精度的电压，并经第十三电阻R13和第十四电阻R14组成的分压电阻分压后输出合适的电压值，如输入电压为5V时，可输出高精度基准电压1.2V。

在发明的一些实施例中，如图1或图2所示，热电堆10的温度检测输出端包括正极输出端和负极输出端，测温电路还包括第五电阻R5和第四电阻R4，第五电阻R5的一端连接第二电压输出端，第五电阻R5另一端和第四电阻R4一端共接于正极输出端，第四电阻R4的另一端连接模数转换器30的第三采样端，负极输出端接地。这里的第五电阻R5和热电堆10的热敏电阻构成分压电路，经第四电阻R4隔离输出与热敏电阻检测到的温度的阻值一致的电压。

在发明的一些实施例中，如图1或图2所示，放大模块20包括比较器IC2、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；

第一电阻R1的一端为放大模块20的第二输入端，第一电阻R1的另一端连接比较器IC2 的反相输入端，第二电阻R2的一端为放大模块20的第一输入端，第二电阻R2另一端连接比较器IC2的反相输入端，比较器IC2的输出端为放大模块20的输出端。

在发明的一些实施例中，模数转换器30的输出端经通讯数据线连接至处理器40。因为模数转换器30可以对多路输入的电压进行模数转换，处理器40读取这些多路的电压对应数值时，可以基于与模数转换器30进行通讯的方式读取，这样读取数据方便快速。

在发明的一些实施例中，加热模块70包括第三NPN三极管Q3、发热丝L1、第十三电阻R13和第十二电阻R12；第十二电阻R12的一端为加热模块70的控制端，第十二电阻R12 的另一端连接第三NPN三极管Q3的基极，第三NPN三极管Q3的集电极连接发热丝L1的一端，发热丝L1的另一端连接第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端连接第二电压VDD。

以图1所示的电路为例，其电路工作原理如下：在耳温枪开始采集人体温度时，热电堆 10的负极输出端The-加载1.2V的基准电压VREF，则正极输出端The+输出的电压在1.2V基础上变化，其相对负极输出端The-的压差即为反映检测到的人体温度的电压值，该电压经比较器IC2进行放大，对其压差进行放大，因为压差很小，因此需要放到较大倍数，一般可以是200-300倍之间如250倍，经放大后的人体温度的电压值输入到模数转换器30，模数转换器30主要为模数转换集成电路IC3，经模数转换得到人体温度电压数值被处理器40读取到，同时热电堆10内部集成的热敏电阻采集周围环境温度，其温度值经由第五电阻R5组成的分压电路经第四电阻R4输出到模数转换器30的第三电压采样端，同时模数转换器30的第二电压采样端还采集基准电压VREF。从而处理器40最终获取到人体温度电压数值、环境温度电压数值和基准电压VREF数值。处理器首先根据环境温度电压数值查表或者计算得到当前的环境温度，且处理器40输出PWM信号通过第三NPN三极管Q3控制发热丝L1处于间隙工作状态，并根据环境温度与预设温度进行比较，根据二者的接近程度调整PWM信号的脉宽，以使得耳温枪的感温探头工作的温度上升并维持在预设温度，此时处理器再根据当前检测到的环境温度、人体温度电压数值确定人体温度，可根据上述实施例中的查询二维表格得到，从而最终得到准确的人体温度。

进一步地，因为比较器的放大倍数较大，如果采用单级的比较器，则提供如果高放大参数的比较器价格较高，因此可以采用多级放大，如采用两个价格便宜的放大倍数低的比较器进行放大，则每个比较器的放大倍数可以降低10倍左右，以此能节约成本。

在该实施例中，处理器40和模数转换器30之间既有IC2协议进行通讯，至需要两根通讯线即可。

在发明的一些实施例中，如图3所示，还包括红外距离检测模块50；红外距离检测模块 50包括红外发射单元51和红外接收单元52，红外发射单元51的控制端和红外接收单元52 的输出端分别连接处理器40。对一些人体测温设备如耳温枪，其探头伸入到耳廓时，容易出现热电堆检测端对不准鼓膜的情况，此时检测到的是耳廓的温度而不是鼓膜的温度，因此出现不准确现象，在没有对准鼓膜而是对着耳廓时，其探头距离二者的间距是不同的，因此通过增加红外距离检测模块50可以检测探头与目标物的距离是不是满足要求以此判断是否对准鼓膜。如不满足要求是可以让人体测温设备基于显示或者声音给出对应的提示，从而让使用者调整探头位置直到对准鼓膜，以此保证检测温度的准确。

其中红外发射单元51主要包括第二NPN三极管Q2、红外发射二极管D3、第七电阻R7和第八电阻R8，第七电阻R7的一端连接第二电压输出端，第七电阻R7的另一端连接红外发射二极管D3的阳极，红外发射二极管D3的阴极连接第二NPN三极管Q2集电极，第二 NPN三极管Q2的基极连接第八电阻R8的一端，第二NPN三极管Q2的发射极接地，第八电阻R8的另一端为红外发射单元51的控制端。

红外接收单元52包括红外接收管Q1、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一二极管D1和第二二极管D2，红外接收管Q1的发射极接地，红外接收管Q1的集电极与第十电阻R10 的一端、第一二极管D1的阳极、第十一电阻R11的一端和第二二极管D2阴极共接，第十电阻R10的另一端和第一二极管D1的阳极共接于地，第十一电阻R11的另一端为红外接收单元52的输出端。

红外距离检测模块50工作时，处理器40输出可控的信号经第二NPN三极管Q2控制红外发射二极管D3工作，以此输出红外信号，红外信号经目标物反射后被红外接收管Q1接收，其输出电压信号经第十一电阻R11隔离输入到处理器40，处理器40以此根据电压的大小判断接收到的红外信号的强弱以此判断所在的人体测温设备如耳温枪是否放置正确。第一二极管D1和第二二极管D2分别为对电源正极和地的钳位端，起到消除干扰信号的作用。通过增加红外距离检测模块50进一步保证了测温电路所在的设备在测量人体温度时放置位置的准确，以此使得检测到的人体温度时准确的。

本发明还提出一种用于耳温枪测温的控制方法，基于上述的实施例提到的用于耳温枪的测温电路，如图4所示，控制方法包括：

步骤S100，获取当前的环境温度；

步骤S200，控制加热模块工作以使得环境温度达到并维持预设温度；

步骤S300，获取热电堆输出的电压；

步骤S400，根据当前获取的环境温度和电压确定人体温度。

在耳温枪开始工作时，首先获取当前的环境温度，并控制加热模块工作以使得环境温度提升达到并维持在预设温度，此时再获取了热电堆输出的电压，最后根据环境温度和电压确定人体温度。解决了在环境温度和人体常温相差较大的时进行测温时，由于热电堆的检测探头检测到的鼓膜的辐射热量不准确导致的最终确定的人体温不准确问题，以此有效提升了检测的人体温度的准确性。

在发明的进一步实施例中，控制方法还包括：

步骤S210，控制加热模块间歇工作；

步骤S220，根据环境温度与预设温度的接近程度以控制加热模块的间歇工作状态，间歇工作状态包括循环开的时间和循环关闭的时间。

在该实施例中，可通过处理器输出PWM信号来控制加热模块进行间歇工作，使加热模块处于开关的循环状态，其中工作循环开的时间为PWM信号中有效的时间，通过PWM 信号可以调整发热模块的工作的功率，以随时调整其发热的速度的快慢。因为要控制发热模块的发热元件如发热丝的工作使得热电堆的检测探头的温度达到并维持预设温度，因此需要对发热丝的功率进行精细的控制，不然，在其工作过程中即使达到了预设温度，也会在此后维持预设温度时产生较大的波动，以此使得探头的温度不能平稳的维持在预设温度，给检测带来误差。因此采用PWM信号控制发热丝的功率，且其PWM的脉宽由当前环境温度与预设温度的接近程度进行调节，如在环境温度与预设温度距离较远时，可以采用较大的脉宽以控制加热丝的功率较高，从而使得检测探头的温度较快的提升，在环境温度与预设温度相差较小时，减小脉宽，使得发热丝的功率降低，以此使得检测探头的温度较平稳的接近预设温度，在达到预设温度后采用最小的脉宽控制发热丝工作，以将检测探头的温度平稳的维持在预设温度，以此使得检测探头的温度处于恒温状态，从而保证了最终检测温度的准确性。

本发明还提出一种耳温枪设备，在耳温枪设备中设置了上述实施例提到的用于耳温枪的测温电路，通过在该电路中增设加热模块，使得耳温枪在测温时其探头的温度提升并维持在预设温度，以此有效提升了耳温枪的检测人体温度的准确性，而且通过将探头加热，也使得在较冷的环境温度中测温时，耳温枪的探头接触到耳廓时不会由于探头的温度低引起人的不适，以此也提升了人的使用体验。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。