電子血壓計(jì)-傳感器[優(yōu)選材料]

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(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。2、接受物理或化學(xué)變量(輸入變量)形式的信息，并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成同種或別種性質(zhì)的輸出信號(hào)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(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)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(gè)系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個(gè)系統(tǒng)中的器件”。 根據(jù)這個(gè)定義，傳感器的作用是將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，所以不少學(xué)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(xué)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(yīng)。 化學(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。 生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識(shí)別功能。 通常據(jù)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(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類：它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng))；它們的用途；它們的輸出信號(hào)類型以及制作它們的材料和工藝等。 根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳

3、感器二大類： 傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?；瘜W(xué)傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長。數(shù)字血壓計(jì)設(shè)計(jì)1引言 測量血壓的傳統(tǒng)儀器是機(jī)械式水銀血壓計(jì)，電子血壓計(jì)近幾年才在市場上出現(xiàn)。電子血壓計(jì)與傳統(tǒng)血壓計(jì)相比，雖

4、然操作簡單、使用方便，但準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性往往不太理想。本設(shè)計(jì)力求準(zhǔn)確、穩(wěn)定，以適用于老年人或病人隨時(shí)監(jiān)測自己血壓情況及臨床醫(yī)學(xué)檢測。 在研究國內(nèi)外已有產(chǎn)品或設(shè)計(jì)構(gòu)思的基礎(chǔ)上，使用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)與智能控制技術(shù)，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(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，并提高了測量的自動(dòng)化和智能化。 2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用Motorola公司的MPX53GC硅壓式傳感器和TI公司MSP430F149單片機(jī)為主要器件，構(gòu)成電子血壓計(jì)，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1。系統(tǒng)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(gòu)成。21微處理器的選

5、擇單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，它不僅要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，而月要通過對(duì)測量結(jié)果的判定調(diào)整硬件的參數(shù)；使系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)在最佳的工作狀態(tài)，具有一定的智能性。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選用TI公司的MSP430F149單片機(jī)。 MSP430內(nèi)嵌ADC12，它是12位的AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有高速、通用的特點(diǎn)。ADC12可對(duì)8個(gè)外部模擬信號(hào)之一或4個(gè)內(nèi)部電壓之一作轉(zhuǎn)換。ADC12具有通用的采樣保持電路，給用戶提供了采樣時(shí)序的各種選擇。MSP430F149單片機(jī)則能很好滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。 22傳感器電路設(shè)計(jì) MPX53GC是MotorolaX型傳感器，該類傳感器價(jià)格低廉、線性優(yōu)良、噪聲小、響應(yīng)迅速

6、，并且在恒流源供電的情況下具有溫度白補(bǔ)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(hào)先經(jīng)過濾波電路，然后進(jìn)行放大，同時(shí)單片機(jī)MSP430F149將產(chǎn)生1：10脈寬控制鋸齒波發(fā)生器，產(chǎn)生鋸齒波與經(jīng)過處理的壓力信號(hào)相比較，將電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈寬信號(hào)。單片機(jī)MSP430F149測量脈寬，然后經(jīng)過相應(yīng)的運(yùn)算處理轉(zhuǎn)換為收縮壓(SP)、舒張壓(DP)、平均壓(MP)。 23濾波電路設(shè)計(jì)在血壓測量過程中，由于傳感器MPX53GC輸出的信號(hào)極其微弱，而且混有高頻噪聲，如果電路設(shè)計(jì)不合理，微弱的信號(hào)就會(huì)被噪聲淹沒。因此在每一級(jí)放大電路中，都應(yīng)有相應(yīng)的噪聲濾除或抑制電路，此外要盡量的消除分布電容與分布電感

7、的耦合，在必要處進(jìn)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(dāng)放大信號(hào)。其頻率函數(shù)可表示為： 24充放氣控制電路設(shè)計(jì)充放氣電路也是影響測量準(zhǔn)確度的一個(gè)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(jié)果是關(guān)鍵。在測量過程中，我們采用單片機(jī)MSP430F149控制充放氣速率，根據(jù)壓力大小進(jìn)行控制充氣閥和放氣閥的動(dòng)作，這樣不但能夠準(zhǔn)確控制充放氣的速率，而且能很好的監(jiān)測整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)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(diǎn)充氣，并估計(jì)收縮壓和舒張壓，以便計(jì)算放氣速率。當(dāng)達(dá)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(diào)制進(jìn)行控制，并時(shí)刻察覺血壓袖套CUFF的壓力情況，保持勻速放氣。最后當(dāng)壓力小于20mmHg時(shí)，立即把放氣閥全部打開。 3結(jié)論通過一系列的分析、研究和改進(jìn)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較好的達(dá)