压电薄膜传感器及其在心脏监测中的应用
整个硬件系统可以分为三个部分：信号的采集部分、信号的处理控制部分、信号的输出部分。信号的采集包括心音传感器、心电电极、阻抗变换电路、滤波器、同相放大器和模数转换电路。信号的处理控制部分主要由8031单片机完成，信号的输出由8255芯片完成。
1、信号采集部分心音和心电综合检测系统的信号拾取包括心电和心音信号的拾取，鉴于二者的产生机理不同，该部分由心电电极和心音传感器组成。心电电极我们采用市售的普通一次性心电电极，心音传感器采用我们自己研制PVDF压电薄膜传感器。通过压电薄膜传感器采集的心音信号强度仅有几个毫伏的数量级，需要对信号进行放大，我们利用一种高共模抑制比、高输入阻抗的运算放大器，利用电路的高度对称性，来控制放大倍数。心电放大单元包括输入缓冲电路、高共模抑制比高增益差动放大器、低通滤波器、QRS波检测电路等部分。图3是我们的设计的前两级放大电路的频率响应图谱。从图中可以看出来，在包括心音和心电信号的很大的一个宽频率范围内，电路能够对信号有效放大，并且其增益基本相同。有效的减少了由于基线和信号放大不均所造成的误诊和漏诊。数据采集系统是很多应用领域中不可缺少的部分。它是实时采集与温度、湿度、压力、流量、速度等有关的连续变化的模拟量信号，通过模/数转换器把这些模拟信号变成数字信号或直接采集代表某些状态特性的开关量，送计算机进行处理。我们的数据采集系统的硬件结构如图4所示。
评论