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智能传感器技术应用在呼吸监视仪

时间:2019-01-24 11:59:07 来源:凤凰彩票 作者:匿名



如今,已经发布了以智能传感器技术为测试头的呼吸医学监测仪,可用于对各种情绪和呼吸之间的关系进行大量研究,并真实记录一个人的呼吸状况及其变化。 。

1.呼吸医疗监护仪和智能传感器技术(见图1)。

1.1,呼吸内科监护仪

用于监测呼吸条件并提供粗略的呼吸深度。该监测器监测可用于评估焦虑的一些重要参数:呼吸频率,呼吸均匀性以及呼气和吸气之间的间隔。平静,积极的情绪往往导致呼气比吸入更长,两次的比例在一个方面揭示了焦虑的程度。相对高水平的胸部呼吸(与腹式呼吸相反)也可以表明焦虑程度。观察胸部呼吸可以增加监视器的视觉信息。

1.2,智能传感器技术

图1中的监视器使用硅压阻传感器(PRT)来检测吸气和呼气期间相应压力的降低和增加。 PRT的输出馈入MAX1450信号调理IC,用于校正PRT的固有误差,然后将补偿后的电压信号传递给12位模数转换器ADC。然后,ADC输出(数字化压力信号)进入PC接口并转换为RS-232电平。最终信号被传递到PC,以便可以显示呼吸波形并且可以分析上述参数。

2,PRT传感器

2.1,PRT检测原理

PRT通常配置为紧密的惠斯通电桥。当对PRT的敏感桥施加压力时(见图2a),对角臂的阻力值将在相同的方向上变化,大小相同。当一个对角臂上的两个电阻值在压力下增加时,另一个对角臂的电阻减小,反之亦然。对于半敏感桥PRT(如图2b所示),仅修改半臂的电阻。用于全桥和半敏感桥的PRT传感器具有高灵敏度(>

10mv/v),良好的线性度和温度稳定性,无信号滞后等,测量范围可达到破坏极限。2.2,PRT的应用

今天,随着新IC技术能够精确校准PRT传感器,其应用范围从中低精度检测到高端应用。解决了以前PRT传感器的缺陷,这些传感器只能用于需要昂贵应变计的高端产品的中低精度检测。

3,信号调理IC和现代简化校正方案

由于PRT传感器具有宽范围的误差幅度,因此必须通过现代和简化的补偿方法进行校准。有两种类型的信号调理IC可用于校准PRT传感器错误,一种是MAX1457,另一种是MAX1450。

3.1,现代和纠正方案

MAX1457具有用于驱动传感器的受控电流源和用于对传感器的桥电压进行采样的ADC。该电压是电流输出电流和温度相关的桥电阻的乘积。 MAX1457包括一个EEPROM等。四个校正因子由为MAX1457设计的应用软件计算:全偏置输出(FSO),温度(FSOTC),偏移(偏移)和温度偏移(OffsetTC)。

由于MAX1457提供的精度远远高于呼吸监测器的要求,也就是说,无需使用16位分辨率DAC进行校准,但MAX1457的温度误差补偿能力对于小温度也是必要的。变化:10°C的变化通常会导致PRT的满量程输出(FSO)发生3%的变化。 MAX1457允许监视器在很宽的温度范围内工作。 PRT和MAX1457的组合提供了卓越的精度。用于空间探测和潜水呼吸器。

3.2。简化的校正方案

MAX1450信号调理器(如图3所示)具有与MAX1457相同的功能特性,只是它使用电阻而不是DAC进行纠错。由于MAX1450的校准点比MAX1457小得多,因此其精度为1%。该解决方案通常用于混合解决方案,它将MAX1450与付费微调电阻(所有外部电阻)相结合,提供低成本解决方案,使用MAX1450信号调理器和外部激光微调电阻,提供1%的精度。调整RFSOA电阻是为了设置初始(FSO)灵敏度。通过驱动后电压的反馈传感器(来自BDRIVE引脚)调节温度偏差。 PGA可编程放大器用于补偿偏差。这是MAX1450引脚功能的介绍:

INP传感器正信号输入;

SOTC温度偏移信号输入;

A0可编程放大器(PGA)增益设置最低位输入;

A1可编程放大器增益设置;

A2可编程放大器(PGA)增益设置最高位输入;

OFFTC偏移温度校正;

OFFSET偏移调整输入;

BBUF带缓冲桥电压输入;

FSOTRIM桥驱动电流设定输入;

OUT可编程放大器输出电压;

ISRC电流源参考;

BDRIVE传感器励磁电流输入;

INM传感器负信号输入;

VDD供电电压;

VSS地面。

摘录自:中国计量与测量网络

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