電子血壓計-傳感器

1、傳感器討論1、能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。2、接受物理或化學變量(輸入變量)形式的信息，并按一定規(guī)律將其轉換成同種或別種性質的輸出信號的裝置。3、傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。4、“傳感器”在新韋式大詞典中定義為：“從一個系統接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統中的器件”。 根據這個定義，傳感器的作用是將一種能量轉換成另一種能量形式，所以不少學者也用“換能器Transducer”來稱謂“傳感器Sensor”。傳感器功能常將傳感器的功能與

2、人類5大感覺器官相比擬： 光敏傳感器視覺 聲敏傳感器聽覺 氣敏傳感器嗅覺 化學傳感器味覺 壓敏、溫敏、流體傳感器觸覺 敏感元件的分類： 物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。 化學類，基于化學反應的原理。 生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。 通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。傳感器分類：可以用不同的觀點對傳感器進行分類：它們的轉換原理(傳感器工作的基本物理或化學效應)；它們的用途；它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。 根據傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學傳

3、感器二大類： 傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應，諸如壓電效應，磁致伸縮現象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。 化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。 有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學傳感器的應用將會有巨大增長。數字血壓計設計1 引言   測量血壓的傳統儀器是機械式水銀血壓計，電子血壓計近幾年才在市場上

4、出現。電子血壓計與傳統血壓計相比，雖然操作簡單、使用方便，但準確性、穩(wěn)定性往往不太理想。本設計力求準確、穩(wěn)定，以適用于老年人或病人隨時監(jiān)測自己血壓情況及臨床醫(yī)學檢測。   在研究國內外已有產品或設計構思的基礎上，使用先進的信號處理技術與智能控制技術，盡量消除脈搏提取處理中的噪聲干擾與非線性失真，提高血壓測量的準確性與穩(wěn)定性，并提高了測量的自動化和智能化。   2 系統的硬件設計   本設計采用Motorola公司的MPX53GC硅壓式傳感器和TI公司MSP430F149單片機為主要器件， 構成電子血壓計，系統構成如

5、圖1。系統由MCU、 傳感器、LCD液晶顯示器、操作面板、充放氣控制 電路、氣泵和氣閥、蜂鳴器、存貯器、電源等部分 構成。 21 微處理器的選擇  單片機是整個系統的大腦，它不僅要對系統進 行監(jiān)控、對數據進行運算處理，而月要通過對測量 結果的判定調整硬件的參數；使系統能夠自動調節(jié) 在最佳的工作狀態(tài)，具有一定的智能性。根據系統 的設計要求，選用TI公司的MSP430F1 49單片機 。   MSP430內嵌ADC12，它是12位的AD模數轉

6、0;換器，具有高速、通用的特點。ADC12可對8個外 部模擬信號之一或4個內部電壓之一作轉換。 ADC12具有通用的采樣保持電路，給用戶提供了 采樣時序的各種選擇。MSP430F149單片機則能很 好滿足系統設計的要求。   22 傳感器電路設計   MPX53GC是Motorola X型傳感器，該類傳感器價格低廉、線性優(yōu)良、噪聲小、響應迅速，并且在 恒流源供電的情況下具有溫度白補償掙陛。傳感器電路的組成如圖2所示，壓力傳感器的輸出信號先 經過濾波電路，然后進行放大，同時單片

7、機 MSP430F149將產生1：10脈寬控制鋸齒波發(fā)生器， 產生鋸齒波與經過處理的壓力信號相比較，將電平 信號轉換為脈寬信號。單片機MSP430F149測量脈寬，然后經過相應的運算處理轉換為收縮壓(SP)、舒張壓(DP)、平均壓(MP) 。 23 濾波電路設計  在血壓測量過程中，由于傳感器MPX53GC輸 出的信號極其微弱，而且混有高頻噪聲，如果電路 設計不合理，微弱的信號就會被噪聲淹沒。因此在 每一級放大電路中，都應有相應的噪聲濾除或抑制 電路 ，此外要盡量的消除分布電

8、容與分布電感的 耦合，在必要處進行屏蔽。如圖3所示，采用有源低通濾波器，有效地削弱高頻噪聲，并適當放大信 號。其頻率函數可表示為：  24 充放氣控制電路設計 充放氣電路也是影響測量準確度的一個重要因素。因此，怎樣控制充氣閥和放氣閥，才能得到最好的測量結果是關鍵。在測量過程中，我們采用 單片機MSP430F149控制充放氣速率，根據壓力大小進行控制充氣閥和放氣閥的動作，這樣不但能夠 準確控制充放氣的速率，而且能很好的監(jiān)測整個系 統的運行情況，此外，還可以避免一些意外的人體傷害。 其控制過程見圖4充氣電路如圖5所示。在充氣過程中可以稍 微快點充氣，并估計收縮壓和舒張壓，以便計算放 氣速率。當達到最大值后停止充氣，開始慢慢的均 速放氣。放氣過程中，采用PWM脈寬調制進行控 制，并時刻察覺血壓袖套CUFF的壓力情況，保持 勻速放氣。最后當壓力小于20mmHg時，立即把放 氣閥全部打開。  3 結論 通過一系列的分析、研究和改進，系統的設計