淺淡現(xiàn)代心電圖機(jī)位置反饋記錄器系統(tǒng)

1、淺淡現(xiàn)代心電圖機(jī)位置反饋記錄器系統(tǒng) 現(xiàn)代心電圖機(jī)中的記錄器系統(tǒng)已由位置反饋式記錄器系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的盤香彈簧機(jī)械式記錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括位置檢測器、限幅放大器、位置反饋放大器和驅(qū)動放大器幾部分。由位置檢測器（檢測器與記錄器聯(lián)動）檢測輸出的位置反饋信號，經(jīng)位置反饋放大器輸出，送至驅(qū)動放大器的輸入端作負(fù)反饋組成閉合環(huán)路，從而起到控制熱筆位置正確偏轉(zhuǎn)的作用。由于輸出的位置反饋信號正比于熱筆的位置即轉(zhuǎn)角，所以該系統(tǒng)叫做位置反饋記錄器系統(tǒng)。 一、位置檢測器 位置檢測器亦稱位置傳感器，現(xiàn)在普遍采用的有差動變壓器式、同軸電位器式和磁敏電阻式三種： 1、“差動變壓器”式位置檢測器 差動變壓器是由一組相對于固定

2、位置的次級線圈而可以移動的初級圈和兩組固定位置的次級線圈組成。初級線圈作信號激勵用，次級線圈由兩個結(jié)構(gòu)、尺寸和參數(shù)相同的兩個線圈反相中聯(lián)而成。它是利用初級線圈作直線移動，以改變初次線的互感量（初次級之間是通過空間耦合）來達(dá)到兩個次級線圈電壓的差值與初級線圈動作距離成線性關(guān)系的。 差動變壓器的工作原理是：在初級線圈l0中加入一定的交流激勵電壓e時，在次級線圈l1和l2中將分別感應(yīng)出交流信號v1和v2。當(dāng)l0 和l1、l2之間等距時，將在次級l1 、l2感應(yīng)出大小相等相位相同的電壓信號，輸出為零。當(dāng)l0和移動到l1附近（遠(yuǎn)離l2時），l1上上感應(yīng)到的交流信號v1v2。反之v2v1?？傊?，當(dāng)l0產(chǎn)生

3、位移時，兩個次級線圈l 1、 l2的感應(yīng)電勢就不相等，一個增加伴隨另一個減少，因此，差動變壓器便產(chǎn)生差動電壓輸出，輸出電壓的大小與相位取決于位移的大小與位移的方向。 2、“同軸電位器”式位置測器 該位置檢測器是采用了與記錄線圈同軸轉(zhuǎn)動的固態(tài)性電位器結(jié)構(gòu)，其工作原理是當(dāng)固態(tài)線性電位器隨記錄線圈同軸轉(zhuǎn)動時，r01和r02的阻值也在變化：線性電位器中心臂在中產(chǎn)位置時，r01=r02，此時v0 ；線性電位器中心臂在上面位置時，r01 ；線性電位器中心臂在下面位置時，r01r02，此時v0 ；線性電位器中心臂在下面位置時，r01r02，此時v0r磁2此時v0 。總之，它是得用磁鐵與記錄器線圈同軸轉(zhuǎn)動。使

4、磁鐵在磁敏電阻上、下移動時，r磁不同的原理，從而達(dá)到檢測記錄器不同位置時的相應(yīng)反饋電壓之目的。 二、位置反饋記錄器 位置反饋記錄器由內(nèi)磁動圈記錄器構(gòu)成，但不必安裝反作用彈簧，而由位置信號檢測裝置來代替彈簧的作用。內(nèi)磁式記錄器的結(jié)構(gòu)包括以下三個部分： （1）放在表殼內(nèi)，固定在表殼上。 （2）線圈與上下軸焊在一起，上軸與盤香彈簧定在壓板上。線圈的下軸（可以通過軸尖或軸承）被支架支撐，線圈可以在磁鋼外左右移動。 （3）熱筆用架固定在轉(zhuǎn)軸上。 內(nèi)磁式記錄器的磁鋼放在電流計內(nèi)部，組成內(nèi)磁回路，與外磁回路相比，可以減少損耗，加之結(jié)構(gòu)上不用外部的大塊磁鋼，因而記錄器的體積也相應(yīng)減小。 記錄器的工作原理是利用

5、電磁力f=bil理論，可動線圈在沒有作用力，此時可動線圈在位置信號檢測裝置的支持下，處于水平狀態(tài)，熱筆處于記錄零位。如果有電流通過時，將形成一個轉(zhuǎn)動力n，該力矩可使要可動線圈旋轉(zhuǎn)?？蓜泳€圈不論是順時針還是逆時針旋轉(zhuǎn)，都使控制裝置產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)動力矩相反的力矩n。當(dāng)線圈偏轉(zhuǎn)時，位置信號檢測裝置產(chǎn)生反抗力矩，并與它的扭轉(zhuǎn)角度成正比。當(dāng)n=n時，可動線圈停止轉(zhuǎn)動，由所停位置來指示流入線圈電流的大小，所以當(dāng)通過線圈的電流大小和方向與心電信號相同時，熱筆就在心電記錄紙上描記出連續(xù)的心電信號電流波形。 熱筆采用“點”狀接觸熱筆，它是采用了半導(dǎo)體材料“點”接觸發(fā)熱元件，元件與筆桿之間用絕緣材料隔離，因而它的熱

6、容量，散熱量和耗電量均較小?！包c”狀熱筆必須配合特殊機(jī)構(gòu)才能將記錄器軸的轉(zhuǎn)動變成筆端的直線運動，從而使筆端的垂直位移與記錄器的偏轉(zhuǎn)角成正比。 三、“差動變壓器”式位置反饋記錄器電路 到目前為止，應(yīng)用廣泛的國產(chǎn)xdh?3b型，進(jìn)口ecg?6151、ecg?6511型等現(xiàn)代心電圖機(jī)采用位置檢測器式位置反饋記錄器電路。在這里本文以國產(chǎn)xdh?3b型心電圖機(jī)為例，就差動變壓器式位置反饋記錄器電路的工作原理簡述如下，僅供參考。 該電路主要由以下幾個部分組成. 1、限幅放大器 由運算放大器 ys3電路限幅放大器，其增益可由下式求得： 式中 中心點下部電阻，中點上部電阻。調(diào)整w即可改變限幅放大器的輸出，控制

7、了記錄筆的移動幅度。 2考畢茲振蕩器 由偏流電阻r112、r113、復(fù)合管bg37、bg38與諧振回路l2、c26、c27組成電容三點式正弦波振蕩器。其頻率： 3、檢波濾波電路 由bg39、bg40、r114r117、c30c33和w11組成。此電路將v1、v2的輸出經(jīng)bg39、bg40半波檢波和濾波后，將在w11的中心點（0點）得到一個對地的直流電平。此直流電壓v0與l0、l1及l(fā)2的相對位置變化成線性關(guān)系。在w11調(diào)到中心位置的情況下，熱筆在中間位置時，l0和l1、l2的相對位置相等。v1=v2，則v0=0。當(dāng)熱筆偏轉(zhuǎn)時，l0線圈和記錄器線圈連軸發(fā)生轉(zhuǎn)動，v0就將發(fā)生變化。當(dāng)l0靠近l1，

8、遠(yuǎn)離l2時，v1v2，v00，輸出正電壓，反之 ，v2v1，v00，輸出負(fù)電壓。 4、位置反饋變壓器 由ys5組成，其電壓增益為 它的作用是將位置檢測信號v0進(jìn)行放大，然后，一路經(jīng)r98送到驅(qū)動放大器ys4的反相端，另一路經(jīng)過微分電容c21、c22和w8、r100也送到y(tǒng)s4的反相端。w8為陰尼調(diào)節(jié)電位器。調(diào)節(jié)w8的大小，即可改變微分信號輸出的大小，以達(dá)到調(diào)節(jié)阻尼的目的。 5、驅(qū)動放大器 由運算放大器ys4和ocl單端推挽功率放大器bg31bg34組成。靜態(tài)時，即在沒有做心測試時，ys4的6腳輸出為0。經(jīng)r144分二路，一路經(jīng)d3，d3導(dǎo)通，將bg31的基極箝位在0伏，bg34、bg34截止，

9、射極輸出為0；另一路經(jīng)d4，d4導(dǎo)通，bg32、bg33截止，輸出為0。熱筆處在中間位置。 動態(tài)時可分兩種情況討論： （1）當(dāng)測得的心電信號與位置檢測器的輸出一起疊加后送到y(tǒng)s4，并使ys4的輸出從0v 上升到+10v的過程中，經(jīng)r144分兩路：一路隨ys4輸出電壓的上升，經(jīng)d4使bg32、bg33截止。熱筆隨差ys輸出的增加在記錄紙上描記出正向的心電曲線。 （2）當(dāng)兩倍疊加后使ys4的輸出從0v下降到10v時，則與上述過程相反。熱筆隨著ys4的負(fù)向變化在記錄紙描記出負(fù)向的心電曲線。w7是驅(qū)動電路的靈敏度調(diào)節(jié)，相當(dāng)于調(diào)節(jié)了記錄器系統(tǒng)的靈敏度。 6、“差動變壓器”式位置反饋系統(tǒng)工作原理 由正弦波

10、振蕩器輸出的270khz正弦波激勵差動變壓器，并通過熱筆與記錄器軸機(jī)械連接在一起，產(chǎn)生一個正比于記錄器的位移信號，經(jīng)差動整流濾波，ys5放大后位置檢測信號與來自ys3的心電信號一起疊后送到y(tǒng)s4（心電信號與位置檢測信號是反相信號），ys4輸出驅(qū)動對稱單端推挽功率放大器去推動記錄器工作。當(dāng)ys3的正信號等于ys5的負(fù)信號時，驅(qū)動放大器輸出為0，記錄器處于一個“動態(tài)平衡”狀態(tài)。當(dāng)輸入心電信號發(fā)生變化時，記錄器又將偏轉(zhuǎn)并處于另一個新的“動態(tài)平衡”狀態(tài)。這樣，記錄器在各種不同狀態(tài)對幅值的描繪就是一幅心電信號。 綜上所述，熱筆的移動總是處在對輸入心電信號的響應(yīng)狀態(tài)，即按照信號而動作的。采用了位置反饋記錄系統(tǒng)后，克服了傳統(tǒng)的檢流計筆描記錄器為提高時間精度采取了各種直線補(bǔ)