新型微型傳感器特征及在醫(yī)療儀中的應(yīng)用

1、前言 當(dāng)今，具有智能傳感器技術(shù)撿測頭的呼吸醫(yī)療監(jiān)視儀已經(jīng)聞世，這就比較理想地解決了對各種情感和呼吸之間聯(lián)系作大量研究的問題，并且可以用來真實紀(jì)錄一個人的呼吸狀況及其變化。 在此本文對呼吸監(jiān)視儀中用微型傳感器-硅壓阻式傳感器（sprt）與max1450或max1457信號調(diào)理器組成新型智能傳感器及在技術(shù)方案中的功能作一個分析與介紹。 2、呼吸醫(yī)療監(jiān)視儀與智能傳感器及技術(shù)（其組成框圖，見圖1所示） 2.1呼吸醫(yī)療監(jiān)視儀(見圖1右面所示) 該監(jiān)視儀的用途是用來監(jiān)視呼吸狀況，并能給出大致的呼吸深度。這個監(jiān)測儀監(jiān)測一些可以用來評價焦慮程度的重要參數(shù)：呼吸頻率、呼吸的均勻程度以及呼氣和吸氣之間的間歇。平靜、積極的情緒通常會導(dǎo)致呼出長于吸入，二者時間之比的參數(shù)，能從一個方面揭示人的焦慮程度。相對較高水平的胸呼吸（相對于腹呼吸）也可說明焦慮程度。監(jiān)視儀對胸呼吸的觀察反映出監(jiān)視儀具有大量的可視信息功能。 2.2智能傳感器技術(shù) 圖1中的呼吸監(jiān)視儀采用硅壓阻式傳感器（sprt—siliconpiezoresistancetransducer）檢測吸入與呼出時對應(yīng)壓力

智能傳感器技術(shù)在呼吸監(jiān)視儀中的應(yīng)用

;10mv/v）、良好的線性和溫度穩(wěn)定性、無信號滯回等優(yōu)點，其測量范圍可上至破壞性極限。 2.2、prt的應(yīng)用 當(dāng)今,由于新的ic技術(shù)已經(jīng)能夠精確校準(zhǔn)傳prt感器，所以將其應(yīng)用范圍從中、低精度檢測擴展到高端領(lǐng)域之中。解決了以往prt傳感器通常只能用在中、低精度檢測在高端產(chǎn)品非要采用昂貴的應(yīng)變計等不足之處. 3、信號調(diào)理ic與現(xiàn)代和與簡化校正方案 由于prt傳感器的誤差幅度范圍很寬，因而必須要用通過現(xiàn)現(xiàn)代與簡化補償法來校準(zhǔn)。目前最新型的用來校準(zhǔn)prt傳感器誤差的信號調(diào)理ic有兩種，一是max1457，二是max1450。 3.1、現(xiàn)代和校正方案 max1457它帶有一個用于驅(qū)動傳感器的受控電流源和一個采樣傳感器橋路電壓的adc，這個電壓是電流輸出電流和與溫度相關(guān)的橋路電阻的乘積。max1457內(nèi)含eeprom等.通過為max1457設(shè)計的應(yīng)用軟件計算出四種校正系數(shù)：滿偏輸出（fso），溫度（fsotc），偏移（offset）, 溫度偏移（offsettc）. 來修正誤差. 由于max1457所提供的精度可遠(yuǎn)高于一個呼吸監(jiān)視儀的要求，即沒有必要采用16位分辨率的 dac進(jìn)行校正, 但m

基于SPI總線的高精度壓力測試系統(tǒng)(高精度集成壓力信號調(diào)理器MAX1457)

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高精度集成壓力信號調(diào)理器MAX1457的溫度補償電路

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基于SPI總線的高精度壓力測試系統(tǒng)(高精度集成壓力信號調(diào)理器MAX1457)電路圖

　　使用MAX1457、27C64各一片，再配上壓阻式壓力傳感器，即可構(gòu)成一個壓力測量模塊。由n個壓力測量模塊與微機、數(shù)字電壓表構(gòu)成基于SPI總線的高精度壓力測試系統(tǒng)，電路如圖所示。它是由6條傳輸線組成的測試系統(tǒng)，包括兩條電源線(UDD、USS)、...

MAX1457

高精度；補償偏移，偏移TC，F(xiàn)SO，F(xiàn)SO TC，溫度/壓力非線性；軌至軌®模擬輸出用于校準(zhǔn)，溫度補償壓力測量；可編程傳感器激發(fā)電流；SPI/MicroWire兼容串行接口；高速信號路徑穩(wěn)定時間(<1ms)；接收傳感器輸出從5～30mV/V；具有引腳兼容MCA7707

新型微型傳感器在醫(yī)療儀中的應(yīng)用解決方案

1、前言 當(dāng)今，具有智能傳感器技術(shù)撿測頭的呼吸醫(yī)療監(jiān)視儀已經(jīng)聞世，這就比較理想地解決了對各種情感和呼吸之間聯(lián)系作大量研究的問題，并且可以用來真實紀(jì)錄一個人的呼吸狀況及其變化。 在此本文對呼吸監(jiān)視儀中用微型傳感器-硅壓阻式傳感器（sprt）與max1450或max1457信號調(diào)理器組成新型智能傳感器及在技術(shù)方案中的功能作一個分析與介紹。 2、呼吸醫(yī)療監(jiān)視儀與智能傳感器及技術(shù) 2.1呼吸醫(yī)療監(jiān)視儀 該監(jiān)視儀的用途是用來監(jiān)視呼吸狀況，并能給出大致的呼吸深度。這個監(jiān)測儀監(jiān)測一些可以用來評價焦慮程度的重要參數(shù)：呼吸頻率、呼吸的均勻程度以及呼氣和吸氣之間的間歇。平靜、積極的情緒通常會導(dǎo)致呼出長于吸入，二者時間之比的參數(shù)，能從一個方面揭示人的焦慮程度。相對較高水平的胸呼吸（相對于腹呼吸）也可說明焦慮程度。監(jiān)視儀對胸呼吸的觀察反映出監(jiān)視儀具有大量的可視信息功能。 2.2智能傳感器技術(shù) 呼吸監(jiān)視儀采用硅壓阻式傳感器（sprt—silicon piezoresistance transducer）檢測吸入與呼出時對應(yīng)壓力的降低和增加。sprt的輸出被饋入一個max1450或

智能傳感器技術(shù)在呼吸監(jiān)視儀中的應(yīng)用

敏度（>10mv/v）、良好的線性和溫度穩(wěn)定性、無信號滯回等優(yōu)點，其測量范圍可上至破壞性極限。 2．prt的應(yīng)用 當(dāng)今,由于新的ic技術(shù)已經(jīng)能夠精確校準(zhǔn)傳prt感器，所以將其應(yīng)用范圍從中、低精度檢測擴展到高端領(lǐng)域之中。解決了以往prt傳感器通常只能用在中、低精度檢測在高端產(chǎn)品非要采用昂貴的應(yīng)變計等不足之處。 三、信號調(diào)理ic與現(xiàn)代和與簡化校正方案 由于prt傳感器的誤差幅度范圍很寬，因而必須要用通過現(xiàn)現(xiàn)代與簡化補償法來校準(zhǔn)。目前最新型的用來校準(zhǔn)prt傳感器誤差的信號調(diào)理ic有兩種，一是max1457，二是max1450。 1．現(xiàn)代和校正方案 max1457它帶有一個用于驅(qū)動傳感器的受控電流源和一個采樣傳感器橋路電壓的adc，這個電壓是電流輸出電流和與溫度相關(guān)的橋路電阻的乘積。max1457內(nèi)含eeprom等。通過為max1457設(shè)計的應(yīng)用軟件計算出四種校正系數(shù)：滿偏輸出（fso），溫度（fsotc），偏移（offset）, 溫度偏移（offsettc）。來修正誤差。 由于max1457所提供的精度可遠(yuǎn)高于一個呼吸監(jiān)視儀的要求，即沒有必要采用16位分辨率的dac進(jìn)行校正, 但max1457它

模/數(shù)接口中的可編程增益放大器

另外，xicor也提供不少pga器件，這些pga器件對于執(zhí)行數(shù)字控制的電位計(dcp)是最佳的。 集成方案 現(xiàn)在，很多公司把pga和其他信號調(diào)理電路直接集成在adc芯片上。這種方法有利于所占空間更小，比分離pga和adc方案具有更好現(xiàn)在，很多公司把pga和其他信號調(diào)理電路直接集成在adc芯片上。這種方法有利于所占空間更小，比分離pga和adc方案具有更好的性能。然而，其成本比較高，集成pga在adc上除靈活性較低外，還有較高的時鐘噪聲電平。 帶線化前端的maxim公司的max1457傳統(tǒng)器線性化ic就是其中一種，它包含12位adc。adi公司的adc7707高精度信號調(diào)理16位s-d adc包含多路轉(zhuǎn)換器、緩沖器、pga、電荷平衡電路、串行接口和時鐘產(chǎn)生器。adi公司的adc7708/18s-d6位/24位adc具有與ad7707相同的電路，但它們的目標(biāo)是低電壓和低功率應(yīng)用。 一個感興趣的高集成度adc是adc7731 24位s-d器件。它具有adc77017的所有電路。另外，還加上定標(biāo)微控制器。此ic的目標(biāo)是低噪聲高吞吐量應(yīng)用。maxim公司也有帶集成pga的雙6位

多通道壓力巡檢儀的電路框圖(高精度集成壓力信號調(diào)理器MAX1457)

相關(guān)元件pdf下載：cd4051 93c66 max1457 8051 27c64 icl7135 mc1413 cd4511 利用多片max1457亦可配單片a／d轉(zhuǎn)換器和單片機，構(gòu)成多通道壓力巡檢儀，電路框圖如圖所示。圖中采用一片八選一模擬開關(guān)cd4051，最多可接收8路傳感信號。每只傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)都存儲在93c66中。cd4051的輸出接icl7135型4 1/2位單片a／d轉(zhuǎn)換器，再通過譯碼驅(qū)動器(cd4511)和位驅(qū)動器(mc1413)，驅(qū)動4 1/2位led顯示器。8051單片機根據(jù)icl7135發(fā)出的數(shù)據(jù)選通信號(str非)和忙碌信號(busy)，判定某一路傳感器信號完成a／d轉(zhuǎn)換后，即通過cd4051切換輸入通道，檢測下一路傳感器的信號。利用鍵盤可預(yù)先設(shè)定被檢測的通道和檢測順序，還可對每片max1457進(jìn)行初始化，把27c64存儲的系數(shù)寫入相應(yīng)的93c66中。

數(shù)字式高精度壓力測試儀電路(高精度集成壓力信號調(diào)理器MAX1457)

相關(guān)元件pdf下載：max1457 93c66 數(shù)字式高精度壓力測試儀的電路如圖所示。max1457的外部只讀存儲器選用93c66型4096b e2prom。上電后mcs端被拉成高電平，選中主芯片。+5v電源經(jīng)過電阻rbias(400kω)給偏置電路提供合適的偏壓。c2、c4和c6均為退耦電容。c1、c3、c5、c7～c11均為旁路電容。取risrc=50kω時，激勵電流為0．5ma。rstc為滿量程溫度系數(shù)補償電阻，r*lin為非線性校準(zhǔn)電阻(亦可不用)。傳感器產(chǎn)生的壓力信號經(jīng)過max1457處理后，從out端輸出到數(shù)字電壓表(dvm)，顯示出被測壓力值。

多通道壓力巡檢儀的電路框圖(高精度集成壓力信號調(diào)理器MAX1457)電路圖

利用多片max1457亦可配單片a／d轉(zhuǎn)換器和單片機，構(gòu)成多通道壓力巡檢儀，電路框圖如圖所示。圖中采用一片八選一模擬開關(guān)cd4051，最多可接收8路傳感信號。每只傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)都存儲在93c66中。cd4051的輸出接icl7135型4 1/2位單片a／d轉(zhuǎn)換器，再通過譯碼驅(qū)動器(cd4511)和位驅(qū)動器(mc1413)，驅(qū)動4 1/2位led顯示器。8051單片機根據(jù)icl7135發(fā)出的數(shù)據(jù)選通信號(str非)和忙碌信號(busy)，判定某一路傳感器信號完成a／d轉(zhuǎn)換后，即通過cd4051切換輸入通道，檢測下一路傳感器的信號。利用鍵盤可預(yù)先設(shè)定被檢測的通道和檢測順序，還可對每片max1457進(jìn)行初始化，把27c64存儲的系數(shù)寫入相應(yīng)的93c66中。 來源:university

基于SPI總線的高精度壓力測試系統(tǒng)(高精度集成壓力信號調(diào)理器MAX1457)

相關(guān)元件pdf下載：max1457 使用max1457、27c64各一片，再配上壓阻式壓力傳感器，即可構(gòu)成一個壓力測量模塊。由n個壓力測量模塊與微機、數(shù)字電壓表構(gòu)成基于spi總線的高精度壓力測試系統(tǒng)，電路如圖所示。它是由6條傳輸線組成的測試系統(tǒng)，包括兩條電源線(udd、uss)、一條模擬電壓輸出線(out，接數(shù)字電壓表)、三條spi接口線(eclk、edi和edo)。另外，由多路切換器通過mcs、ecs線分別選擇測量模塊和只讀存儲器。

多通道壓力巡檢儀電路框圖

利用多片max1457亦可配單片a／d轉(zhuǎn)換器和單片機，構(gòu)成多通道壓力巡檢儀，電路框圖如圖所示。圖中采用一片八選一模擬開關(guān)cd4051，最多可接收8路傳感信號。每只傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)都存儲在93c66中。cd4051的輸出接icl7135型4 1/2位單片a／d轉(zhuǎn)換器，再通過譯碼驅(qū)動器(cd4511)和位驅(qū)動器(mc1413)，驅(qū)動4 1/2位led顯示器。8051單片機根據(jù)icl7135發(fā)出的數(shù)據(jù)選通信號(str非)和忙碌信號(busy)，判定某一路傳感器信號完成a／d轉(zhuǎn)換后，即通過cd4051切換輸入通道，檢測下一路傳感器的信號。利用鍵盤可預(yù)先設(shè)定被檢測的通道和檢測順序，還可對每片max1457進(jìn)行初始化，把27c64存儲的系數(shù)寫入相應(yīng)的93c66中。 來源:與你同行