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可穿戴电子血压计传感器电路设计—电路精选(36)

作者:dolphin时间:2017-04-10

电子血压计是利用现代电子技术与血压间接测量原理进行血压测量的医疗设备。电子血压计有臂式、腕式之分;其技术经历了最原始的第一代、第二代(半自动血压计)、第三代(智能血压计)的发展。电子血压计已经成为家庭自测血压的主要工具。电子血压计也越来越多地被用于医院等医疗机构。

而电子血压计中大多是使用的医用压力传感器,医用压力传感器是专门医用的能感受压力并转换成可用输出信号的传感器。

本文介绍的BP01型压力传感器是为监测血压而专门设计的,主要用于便携式电子血压计。下文给出了一个用BP01作传感器组成的便携式电子血压计的实际电路,并对该应用电路的工作原理进行了说明。

电路原理

BP01 型压力传感器是为监测血压而专门设计的,主要用于便携式电子血压计。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装,具有高线性、低噪声和外界应力小的特点;采用内部标定和温度补偿方式,从而提高了测量的精度、稳定性以及可重复性,在全量程范围内,精度为±1%,零点失调不大于±300μV。

工作原理:用BP01构成的便携式电子血压计的原理电路如图所示,它由偏置电源电路(A1、A2)、前置处理电路(A3~A6)、显示电路(A7)和压力传感器(BP01)组成,该血压计的血压测量范围为0~200mmHg,分辨率为0.1mmHg,工作电源为一节9V迭层电池。现将血压计中各主要电路的工作原理分述如下:

偏置电源电路:电源电路由带有内置参考电压的双运放LM10组成,A1构成同相放大器,A2构成跟随器,它们的作用是将内置的参考电压放大后用作压力传感器BP01的偏置电压Vs,其Vs的值由下式决定:Vs=Vref(1+R2/R3) 式中:Vref为LM10的内置参考电压。其值为200mV,将此值连同电路中的R2和R3的值代入上式即可求得偏置电压Vs的值为5V。

前置处理电路:前置处理电路由A3~A6四个运算放大器组成,其中A3构成失调偏置电路以对电路失调进行补偿;A5构成跟随器,用于对压力传感器BP01的输出信号进行隔离缓冲;A4、A6构成放大电路,其增益AV由下式决定AV=1+(R1/RT)若忽略失调,前置处理电路的输出电压Vout为: Vout=2(1+R1/RT)VIN 式中:VIN为压力传感器BP01的输出电压。

显示电路:显示电路选用三位半的显示驱动器。工作时,压力传感器BP01的输出经前置处理电路放大后,由显示驱动电路来驱动LCD,以读出测量的血压值。

调试方法:零压输出调整 在零压输出时,调整失调电位器RP1,在血压计的显示值为000.0时,即可认为完成了零压输出调整。

编者结语

编者认为该电子血压计便于携带,方便使用者随时测量血压,此血压计还具有高线性、低噪声和外界应力小的特点,采用内部标定和温度补偿方式,从而提高了测量的精度、稳定性以及可重复性。



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