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光电技能的脉息丈量方法

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电子小哥哥 宣布于 2012-6-30 19:14:14 | 只看该作者 |只看大图 |阅览形式 打印 上一主题 下一主题
脉息丈量归于检测有无脉博的丈量,有脉息时遮挡光线,无脉息时透光强,所选用的传感器是红外接纳二极管和红外发射二极管。用于体育丈量用的脉息丈量大致有指脉和耳脉二种方法。这二种丈量方法各有优缺点,指脉丈量比较便利、简略,但因为手指上的汗腺较多,指夹终年运用,污染或许会使丈量灵敏度下降;耳脉丈量比较洁净,传感器运用环境污染少,简略维护。但因耳脉较弱,尤其是当时节改变时,所测信号受环境温度影响显着,形成丈量成果不精确。



信号拾取电路,IClA接为单位 增益缓冲器以发生2.5V的基准电压。

红外接纳二极管在红外光的照射下能发生电能,单个二极管能发生O.4 V电压,0.5 mA电流。BPW83型红外接纳二极管和IR333型红外发射二极管作业波长都是940 nm,在指夹中,红外接纳二极管和红外发射二极管相对摆放以取得最佳的指向特性。红外发射二极管中的电流越大,发射视点越小,发生的发射强度就越大。在图l中,RO选100 Ω是依据红外接纳二极管感应红外光灵敏度考虑的。R0过大,通过红外发射二极管的电流偏小,BPW83型红外接纳二极管无法差异有脉息和无脉息时的信号。反之,R0过小,通过的电流偏大,红外接纳二极管也不能精确地区分有脉息和无脉息时的信号。当红外发射二极管发射的红外光直接照射到红外接纳二极管上时,IC1B的反相输入端电位大于同相输入端电位,Vi为“O”。当手指处于丈量方位时,会呈现二种状况:一是无脉期。尽管手指遮挡了红外发射二极管发射的红外光,可是,因为红外接纳二极管中存在暗电流,仍有lμA的暗电流会形成Vi电位略低于2.5 V。二是有脉期。当有跳动的脉息时,血脉使手指透光性变差,红外接纳二极管中的暗电流减小,Vi电位上升。

由此看来,所谓脉息信号的拾取实际上是通过红外接纳二极管,在有脉和无脉时暗电流的弱小改变,再通过IClB的扩大而得到的。所拾取的信号为2μV左右的电压信号。


信号扩大

按人体脉息在运动后最高跳动次数达240次/分计算来规划低通扩大器,它由IC2A和C04等组成,如图2所示。转机频率由R07、C04、R08和C05决议,扩大倍数由R08和R06的比值决议。




依据二阶低通滤波器的传递函数,可得上图

按人的脉息最高为4 Hz考虑,低频特性是令人满意的。

需求阐明的是,以上剖析是在疏忽C03的条件下做出的,假如考虑C03的话,那么:

由此可见,C03没有影响频率特性的剖析,它的效果仅仅隔直。

二级扩大器兼比较器如图3所示。Rpll用以调整体系的扩大倍数,C06用以避免扩大器自激。选用二级扩大,零点漂移不很显着,在O.1 V左右。所以将比较器的阈值电压规划成O.25 V,以保证滤除搅扰信号。选用比较器的优点是能有用地战胜零点漂移所形成的影响,进步丈量的精确性。


波形整形

波形整形电路如图4所示,IC3A是CD4528型单稳态多谐振荡器,有用脉宽为0.05 s.其宽度由R22和C20决议。IC3B也组成一个单稳态多谐振荡器,脉宽为240ms。D2、Dl和T3等组成一个或非门,只要C,E两点均为低电平时,信号扩大器整机输出才是高电平。规划这个电路的意图是为了在输出端输出一个窄脉冲,而且要在由R13和C07决议的时刻内任何信号都不会搅扰输出。R23和C21充电时刻的长短决议了计数脉冲的宽度,一般不期望它太宽。波形整形时序如图5所示。


当该扩大器用于集群脉息丈量仪时,必定要注意不同信号通道之间的相互影响,主张把各个扩大器的电源分隔。此外,丈量通道需求一个开关电路,当指夹悬空时,这个开关电路封闭单稳态电路,堵截信号通路,避免乱计。

几年的出产实践证明,该扩大处理电路安稳牢靠。


选用二级扩大好于三级扩大,单个三级扩大电路板的零点漂移大得足以到达满幅,使得丈量不精确。每个单级扩大器扩大倍数最好不要大于30,避免自激振荡。

本信号扩大器的高频转机频率由C05、C04、R07、R08和R06决议,C05、C04一般选聚丙烯电容器或聚碳酸酯电容器,R07、R08和R06一般选金属膜五色环电阻。

IClA、R02和R03组成电压跟从器,规划值为2.5 V,精确度由R02和R03决议,最好用金属膜五色环电阻器。

隔直电容器C03的漏电要小,选用钽电解电容器为佳。

IClA和IC1B要选用偏置电流小、输入失调电压小的运算扩大器。考虑到性价比,能够考虑运用了TLC2264和TLC2262。
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2#
ddhsa 宣布于 2013-4-20 10:51:48 | 只看该作者
保藏了,好材料
3#
孤寂天使 宣布于 2014-1-10 09:19:22 | 只看该作者
十分的有用呀!!!!!!!!!!!11
4#
zzx 宣布于 2016-12-17 13:03:11 | 只看该作者
好材料!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
5#
jbrzan 宣布于 2018-3-20 09:59:58 | 只看该作者
理解了,挺好的材料,谢谢
6#
明月何时有 宣布于 2018-5-1 15:35:37 | 只看该作者
好材料,,谢谢共享
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