基于STC89C52的多通道脈搏采集系統設計
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3．1 傳感器的選擇
脈搏傳感器的選擇對于整個(gè)采集系統的設計非常重要。脈搏傳感器的基本功能就是將切脈壓力和橈動(dòng)脈搏動(dòng)壓力這樣一些物理量(非電量)轉換成為便于測量的電信號。因此要求傳感器具有一定的檢測重復性和線(xiàn)性，可以重復使用，而且測得的數據具有一定的精度；其次，環(huán)境溫度對其影響較小，可以保證在較大范圍內數據具有一定的精度；同時(shí)，還需具有一定的靈敏度和穩定性。
3．1．1 SC0073傳感器
該傳感器采用壓電復合材料作為換能元件，信號通過(guò)特殊的匹配層傳遞到換能元件上變成電荷量，再經(jīng)傳感器內部放大電路轉換成電壓信號輸出。該傳感器是一種高性能低成本的振動(dòng)傳感器，具有靈敏度高、頻率響應范圍寬、抗過(guò)載及沖擊能力強、抗干擾性好、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。通過(guò)測試該型號傳感器性能基本滿(mǎn)足條件，但是信號穩定性欠佳，尤其是柱狀的結構外形，導致其無(wú)法與腕帶方便的配合。
3．1．2 HK-2000B脈搏傳感器
HK-2000B脈搏傳感器采用高度集成化工藝將力敏組件、靈敏度溫度補償組件、感溫組件、信號調理電路集成在傳感器內。主要特點(diǎn)是靈敏度高、抗干擾性能強、過(guò)載能力大、性能穩定可靠、使用壽命長(cháng)。實(shí)驗發(fā)現由HK-2000B提取信號繪制的脈搏波形清晰穩定，使用時(shí)無(wú)需搭建前置放大電路，但體積過(guò)大，無(wú)法對三個(gè)脈位進(jìn)行同時(shí)測量。
3．1．3 PVDF壓電傳感器
PVDF壓電傳感器由PVDF壓電薄膜構成。與其他壓電材料相比，PVDF壓電薄膜具有壓電系數大、頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大、力電轉換靈敏度高、機械性能強度高、聲阻抗易匹配等特點(diǎn)，且重量輕、柔軟不脆。對該傳感器的測試如下：分辨率、靈敏度等指標均符合要求，而且得到的脈搏波形與HK-2000B獲得質(zhì)量相當。綜合以上對比，本設計方案中選取PVDF壓電傳感器作為脈搏測量傳感器。
3．1．4 BP300T壓力傳感器
本系統中使用BP300T壓力傳感器監測腕帶壓力。BP300系列壓力傳感器是專(zhuān)為電子血壓計開(kāi)發(fā)的一款壓力傳感器，具有結構簡(jiǎn)單、性能穩定、可靠性好、通用性強等優(yōu)點(diǎn)。
3．2 信號調理電路
脈搏信號處理電路主要是對檢測到的微弱脈搏電信號進(jìn)行信號處理，并濾去多余的噪聲信號?？紤]到脈搏信號為超低頻信號，極易引入工頻干擾，而且采集到的脈搏電壓信號幅度通常在0～20 mV之間，并不符合A／D轉換器的輸入電壓的范圍(一般為-5～+5 V)。鑒于以上特點(diǎn)，PVDF脈搏傳感器和壓力檢測傳感器均使用以下調理電路。
3．2．1 前置放大電路設計分析
前置放大電路對于脈搏波信號采集來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，考慮到脈搏信號的特點(diǎn)，為了放大噪聲環(huán)境中傳感器輸出的弱信號，對于放大器要求具有：極高的共模和差模輸入阻抗；很低的輸出阻抗；精確和穩定的增益；極高的共模抑制比?；谝陨戏治?，選用ANALOG DEVICES公司生產(chǎn)的低功耗、高精度儀表放大器AD620作為前置放大的核心器件。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/194765.htm
圖3是AD620的簡(jiǎn)化示意圖，AD620由三個(gè)放大器組成，其內部采用“三運算放大器”典型電路，僅需要一只外接電阻便可使增益在1～1 000之間任意調節，其調節是通過(guò)1腳和8腳間的阻抗Rg來(lái)實(shí)現的。AD620管腳圖如圖4所示。前置放大電路結構如圖5所示。
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