脈象傳感器的選取

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1脈象傳感器的選取 脈象傳感器是用來(lái)采集人體橈動(dòng)脈寸、關(guān)、尺各部位的脈搏搏動(dòng)信號(hào)，它的性能將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。因?yàn)橹挥袀鞲衅鞑杉降男畔⒛軠?zhǔn)確的反映客觀事實(shí)，后面的數(shù)據(jù)處理與分析才會(huì)有實(shí)際意義。采用的脈象傳感器是懸臂梁結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖a 2脈象傳感器電路分析設(shè)計(jì)脈象傳感器結(jié)構(gòu)如圖1(a)所示。硅梁選用<001>晶向的N型硅片，電阻率為8一lOn·am，在懸臂梁靠基座一側(cè)的根部沿<110>和<l10>晶向各擴(kuò)散2個(gè)P型電阻應(yīng)變計(jì)。這4個(gè)擴(kuò)散電阻應(yīng)變計(jì)聯(lián)成惠斯登電橋，并用恒流源供電。這種方式可以將傳感器導(dǎo)線電

2、阻及其他等效電阻的影響降致最低。傳感器電路圖如圖3所示， V為輸入電壓；R1R4為擴(kuò)散電阻應(yīng)變計(jì)構(gòu)成的惠斯通全橋電路，R0為調(diào)零電位器，供電路的初始調(diào)零；Rt為溫度補(bǔ)償電阻應(yīng)變計(jì)；r0和rl為靈敏度調(diào)整電阻應(yīng)變計(jì)。圖3 傳感器電路圖在未進(jìn)行脈象采集時(shí)，惠斯通電橋平衡。當(dāng)傳感器接觸被測(cè)點(diǎn)時(shí)，傳感器的彈性梁所測(cè)得的是橈動(dòng)脈及周圍軟組織對(duì)探頭形成的反作用力F、脈搏搏動(dòng)力AF、血管軸向張力 以及隨脈搏跳動(dòng)變化的血管軸向牽張力AT等力的作用而產(chǎn)生的綜合力。這些綜合力使梁產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致擴(kuò)散在梁根部的電阻應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化，因此，由電阻應(yīng)變片構(gòu)成的惠斯通全橋失去平衡，輸出差分電壓信號(hào)，此過(guò)程就使脈搏的

3、變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)提供給后續(xù)電路。本系統(tǒng)采用的傳感器靈敏度為50mVN，非線性誤差小于1 FS(05N)。3 脈象傳雅器溫度補(bǔ)償原理 在硅懸臂梁脈象傳感器系統(tǒng)中，傳感器受到溫度影響后會(huì)產(chǎn)生溫度漂移。這是因?yàn)楫?dāng)溫度變化時(shí)，擴(kuò)散電阻應(yīng)變阻值隨溫度的變化引起傳感器的零位漂移，同時(shí)，電阻應(yīng)變計(jì)的壓阻系數(shù)也隨溫度變化而導(dǎo)致靈敏度溫度漂移。溫度漂移的產(chǎn)生直接影響了傳感器檢測(cè)準(zhǔn)確度脈象傳感器熱零點(diǎn)漂移一般采用串并聯(lián)電阻應(yīng)變計(jì)的方法解決。 注意在工藝上采取嚴(yán)格的措施減少零點(diǎn)漂移，在減少擴(kuò)散電阻應(yīng)變計(jì)漏電流的基礎(chǔ)上，適當(dāng)控制硅懸臂梁表面介質(zhì)膜的匹配，而達(dá)到進(jìn)一步減小零點(diǎn)溫度漂移的目的。采用溫度補(bǔ)償晶體管對(duì)熱靈敏度漂移進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償電路如圖3所示，只要基極電阻R ，