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CSY-SY02 型医学仪器实验仪实验指导书 www.golink.com.cn
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简 介
CSY-SY02型医学仪器实验仪从原理上介绍各种常用人体监护传感器的工作过
程,是为医学仪器类学生的教学实验所提供的。它是各种常规病人生理信号监护仪
的原理性近似体现,它也可以体现人体生理信号的某些电特性。
请注意:它不能用于人体的正式监护和测量。
图一:CSY-SY02型医学仪器实验仪
一、系统组成
1. 硬件:
实验电路
LabJack U12 数据采集控制器(AD-J400)、或者DSoundStar多通道
数据采集器(AD-J410)
各种传感器:夹式心电电极、指套式脉搏传感器、呼吸流量传感器、
心音传感器、血压测量套件、温度传感器。
2. 软件:
LabView 演示版和组态工厂(DAQFactory)试用版
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LabView应用程序和组态工厂应用程序
LabJack U12和DSoundStar采集器的驱动和应用程序。
3. 文档:
实验指导书(本文)
虚拟仪器编程指导(LabView)
AD-J400(或AD-J410)编程指导
组态工厂用户手册
LabJack U12和DSoundStar用户手册
注1:软件、文档随时都可能更新,请经常访问www.4007008798.com以获得更新。我们还可能会
通过增加配套传感器和更新实验指导书的方法来不断增加实验,使实验仪获得升级。如果
您希望增加什么实验,也可以和高联公司联系。
注2:ADJ-400和AD-J410的唯一不同点是400使用U12,410使用DSS14,因此接线方法和所使用的
程序也不同。DSS14加强型可以44.1KHz连续采集两个通道数据,该采集频率远远高于U12
的采样频率。
二、实验内容及目的
1. 心电测试:学习人体心电测量的基本原理、方法、安全事项,了解QRS 波群的特
征、可进一步对心电数据进行计算处理来获得人体生理参数。
2. 脉搏测量:利用指套式压力换能器,学会人体脉搏波的测量方法、观察脉搏波与
心电波的区别及相互关系、观察运动对脉搏的影响,可进一步进行数据处理来获
取人体的生理参数。
3. 呼吸测量:利用呼吸流量传感器,测量呼吸的气体压力、流速及流量,掌握测量
方法,可进一步进行一些人体生理参数的计算。
4. 心音测量:利用心音换能器,测量人体的心音,观察心音波和脉搏波及心电波的
区别及相互关系。
5. 血压测量:掌握用柯式音的原理来测量人体血压,同时得到收缩压、舒张压及心
率,实现电子血压计的功能。
6. 温度测量:利用温度传感器测量人体的温度,可进一步学会如何进行非线性校正 。
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通过以上实验,可以达到以下几个教学目的:
1. 了解人体各种生理信号的特性及其测量原理和使用的传感器;
2. 了解各种微弱信号放大电路,如单端放大电路,差动放大电路等;
3. 典型的传感器接口电路以及其它常用的电子线路;
4. 掌握使用数据采集控制器的使用方法,深入了解以LabView或DAQFactory为平台
的虚拟仪器编程技巧和方法;
5.了解人体各种生理参数的计算原理和提取方法。
三、系统特点
1.实验内容丰富,实验具有代表性。
2.体积小,便于携带,便于在课堂上进行演示,甚至便于学生在宿舍中做实验。
3.综合性强,可以用于教师的原理性演示,可以用于学生自己动手的实验,还可以
让学生充分发挥自己的想象力来制作可种形象的应用。目前已被应用于教学演示、
学生实验、课程设计、毕业设计,以及研究生的原理论证实验中。
4.使用方便,各实验都附带有虚拟仪器的程序,教师可以直接使用来进行演示,学
生可以通过这些实例来更快地掌握编程技能。
5.用于学习LabView的编程或DAQFactory的编程。
四、信号接线说明
在实验线路板的右上角有两排接线柱,其中AI0-AI7、GND是信号输出口。把这
些端口接到相应的LabJack U12或DSoundStar的模拟输入端口,运行相应的程序便可
得到信号数据。下表列出了AI0-AI7及其它端口的信号定义以及和采集器端口的连
接:
端口 实验/信号定义/用途 LabJack U12 DSS14
AI0 呼吸信号 AI0 CH2
AI1 温度信号 AI1 CH3
AI2 血压信号 AI2 CH4
AI3 脉搏/心音信号 AI3 CH5
AI4 心电信号,第一级放大波形(供调试用) AI4 CH6
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五、虚拟仪器软件说明
LabView是美国国家仪器仪表公司的产品,被广泛的使用于虚拟仪器的编程。AD-
J400采用的LabJack 或DSoundStar都含有丰富的LabView驱动程序,可以方便地在
LabView中调用各种功能,这使得虚拟仪器的编程更加方便快捷。
DAQFactory是美国AzeoTech公司的产品,它也是一个虚拟仪器的开发平台,其
虚拟仪器的界面更为丰富,编程能力也十分强大,它比LabView更加容易学习,使用
更为方便。它包含了LabJack U12和DSoundStar的驱动程序,使数据采集更为方便。
实验箱附带的光盘中有免费的LabView 演示版和DAQFactory试用版,可以用于
学生的实验或教学演示。光盘中还附有DAQFactory的中文说明书全集,可以作为
DAQFactory的编程教材和参考。LabView演示版在短期内会过期,可向NI公司购买正
版的LabView。DAQFactory试用版的使用时间在200天左右,应尽早向高联公司购买
DAQFactory的教学版(可享受优惠),详情可登陆网站www.4007008798.com。
高联公司为实验仪提供了LabView和DAQFactory的范例程序。它们位于
C:\ADE\AD-J400\目录下。您也可以从开始菜单中获得,即开始->程序->ADE->AD-
J400->LabView或DAQFactory下面列出了各个程序。
AI5 心电信号,第二级放大波形(供调试用) AI5 CH7
AI6 心电信号,驱动光耦信号波形(供调试用) AI6 CH9
AI7 心电信号,隔离光耦输出信号波形 AI7 CH10
CNT 信号发生器的方波信号,用来测量信号发生器的输出信号频率 CNT
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六、信号发生器电路说明
图二:信号发生电路
信号发生器的主要用途是为调节心电电路提供一个参考信号。它实际上具有其
它功能,可以作为其他实验使用。
如上图所示,这是一个由U12组成信号发生电路。U12第三脚输出0-5V的方波信
号。U11A是个方波转换到正弦波的电路。U12第2脚输出一个锯齿波,通过阻容电路
来得到一个近似三角波。U12的震荡频率可以由C41A控制,当它有效时(即J6的相应
跳线7、8联上时)其频率约为30Hz,否则约为140Hz。
信号输出接线端口的第2脚是正弦波,其电压范围大约为0-20mV。当C41A不使用
时,其频率约为140Hz。它用作心电电路的参考信号输入,为心电电路调试用。
信号输出接线端口的第3脚是信号地。注意心电电路的信号地和这里的信号地是不一
样的,所以在为心电电路提供参考信号时,要把两个信号地连接起来。
信号输出接线端口的第1脚是信号输出。所输出的信号由J6跳线决定,可以是方波、
三角波、或正弦波。信号的输出幅值可由RXE调节。
如果想通过数据采集器在计算机上看到信号波形,必须使用采集器的连续采样
模式才能看到整个波形。参见shannon采样定律。
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实验部分
实验一、温度测量
实验目的实验目的实验目的实验目的
掌握热敏电阻温度传感器的使用,传感器的前置电路。掌握虚拟仪器中的单点
数据采集,数据及曲线显示。测量中的非线性校正可以作为选择项。
实验原理实验原理实验原理实验原理
温度测量在检测行业占有很大的比例。温度测量常用的传感器包括热电偶,铂
电阻,热敏电阻和半导体测温芯片,其中热电偶常用于高温测量,铂电阻用于中温
测量(到摄氏800度左右),而热敏电阻和半导体温度传感器适合于100度以下的温
度测量,其中半导体温度传感器的应用简单,有较好的线性度的较高的灵敏度。半
导体温度传感器又分为模拟式和数字式,模拟式输出模拟信号,通过前置电路放大
后再由计算机采集;而数字式的输出信号为数字信号,适合于直接与单片机接口。
模拟式半导体温度传感器又分为华氏温度和摄氏温度两种,或电流输出和电压输出
两种。常用的AD590是电流输出的华氏温度传感器,而LM35是电压输出的摄氏温度传
感器。热敏电阻线性度比半导体温度传感器较差,但是它有其优点,即价格便宜,
灵敏度高。热敏电阻一般又分为两种:PTC和NTC。PTC是正温度系数,即电阻值随温
度增加而增加;而NTC是负温度系数,即电阻值随温度增加而减小。
该实验中使用的是NTC热敏电阻。其25度时的阻值为10K。电路图如下所示。
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图三:温度测量电路
当温度增加,UC1阻值减小,RC1的分压增加。经过两级反向放大信号输出到AI1
接线端口上。第一级的放大倍数为5倍,而第二级可调(调节Rw9),最大放大倍数
是10倍。通过数据采集器监视AI1端口的电压便可以检测到温度的变化。如要检测绝
对温度,可以通过软件来对整个系统进行校正。
实验内容实验内容实验内容实验内容
利用电阻式温度传感器构成的测温电路及数据采集器构成一个测温虚拟仪器。
在计算机屏幕上显示当前温度值和温度变化曲线。由于温度为缓变物理量,计算机
采集速率可以是每秒5次以下,即大于0.2Hz。使用单点采集方式较为方便。
实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤
1. 接线:将输出端AI1和GND 用电线连接至采集器的对应端
2. 调节硬件测温电路中的Rw9 电位器阻值(顺时针放大)来调节电路的放大倍数,使
得AI1的电压读数在0-10V之间(这是LabJack U12的测量范围),并确定电路的
电压输出幅度在温度变化的整个范围内都不会超出允许范围。
3. 观察结果:当温度升高时,响应的电压显示曲线也响应升高;反之亦然,当温度
降低时,响应的电压显示曲线也响应下降。
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4. 利用LabView或DAQFactory软件设计平台设计温度监测及显示的虚拟仪器。
可选实验(编程)可选实验(编程)可选实验(编程)可选实验(编程)
以上我们测量是电压信号而不是温度,所测量的电压和温度是存在有一定的函
数关系的。因为热敏电阻是非线性的,所以电压和温度间的关系也是非线性的。我
们总是希望一起显示准确的温度信息而不是电压信息,因此我们需要把测量到的电
压信号换算成温度值,这便称为校正。许多系统只需要线性校正,而这里需要非线
性校正。一个有效的非线性校正方法就是查表法。附录中有热敏电阻的阻值和温度
的关系表。首先我们从测量到的电压计算出热敏电阻的阻值然后通过这个关系表来
查出温度值,这里我们还需要线性插值计算方法(LabView中有线性插值函数,可以
直接调用)。
首先我们把Rw9调到0,即整个放大电路的放大倍数为5倍。那么电压和热敏电阻
间的关系如下:(注意RC4一端接到虚拟地,所以在计算中要把RC4和RC1并联)。
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实验二、心电测量
实验目的实验目的实验目的实验目的
1. 初步学会人体心电的测量方法以及电路特点。
2. 掌握QRS 波群的测量方法以及测量安全事项。
3. 观察心电的波形特征,或运动对心电的影响。
实验原理实验原理实验原理实验原理
图四:心电信号第一级放大电路
上图是心电信号的第一级放大器。如图所示,IC6A、IC6B、IC8A、IC8B、IC8C 组
成一个差分放大电路,左手及右手的信号从P41和P42引入该差分一级放大电路两个
输入端,右脚接入P43,在IC8C的第8脚生成初步放大后的差动信号,该信号经过C10
滤去直流信号。图中电位器R37用于调节差分放大器的放大倍数,该放大倍数为
1+2*R10/R37。电位器R38用于调节电路对称性,从而抑制共模干扰信号。IC7A 与其
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外围电路构成信号反馈,抑制共模信号。
下图中的IC8D构成第二级放大,同时也是一个低通滤波器(C1的作用)。它的
输出(IC8D的第14脚)连接到AI4。可以通过采集器对该点信号进行监视。第三级放
大是由IC7B构成的。R42用来调节放大倍数,其输出接到AI5,供监视用。调节电位R4
实现基线抬高电平至2V的直流电位,在AI6端形成直流电位在2V、交流信号大小在1V
左右的信号,通过IC9 实现隔离传输。
图五:心电信号第二级放大电路
实验内容实验内容实验内容实验内容
利用信号发生器产生的参考信号调整心电放大电路,连接测量人体心电信号,
观察QRS波群,观察运动对心电的影响。编写程序并自由发挥对数据进行处理来计算
一些特征值。
实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤
1. 利用板上的信号源调试电路
⑴ 利用板上的电源为放大电路供电:即对应连接JP40与J4,J4的-5V端接J40
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的-V端,J4的GND端接J40的GND端,J4的+5V端接J40的+V端。
⑵ 利用板上的信号源为放大电路提供信号:将信号发生器部分的J6最右边的跳
线断开,这样信号源已经预调到140Hz左右,20mv左右的正弦信号,连接JP13的“REF
SIG”与JP41的“Signal”,连接JP13 的“GND”与JP41的“GND”,连接J42的“Signal”
与JP42的“GND”。
⑶ 连接数据采集器:实验板上的AI4、AI5、AI6、AI7和GND分别与数据采集器
的对应端口相连。
⑷ 打开LABJACK 的软件Ljstream,在“Configure Channels”中选择
channeA:AI4、channeB:AI5、channeC:AI6、channeD:AI7,按Save&Exit返回主界面 ;
屏蔽掉channeB、channeC、channeD的显示,只显示channeA(白色波形显示),光标
移至波形显示窗口按鼠标右键,去掉AutoScaleY前的√,修改Y轴的量程为-0.4v
至+0.4v;按动Enabel Stream就可以看到前级放大电路信号(AI4)的波形,调节电
位器R37使AI4在±0.3V左右(顺时针信号放大);鼠标右键选择AutoScaleY前的√,
选择channeB的显示(红色波形显示),调节电位器R42使AI5信号幅度为±1v左右
(顺时针信号大);选择channeC的显示(黄色波形显示),调节R4使AI6(与AI5
反向)的信号的基线(中心线)为2.0v与2.5v之间(顺时针信号抬高),选择channeD
的显示(蓝色波形显示),这时候可以看到完整的AI7信号了。这一步也可以使用
DAQFactory程序来辅助调节电路(其效果可能更佳)。
2. 测量人体的心电(需要两个人一组,一个作为被测对象,一个测量) 为了安全,
请严格按照下列方法接线。
⑴ 去掉JP41、JP42接线柱(这些接线柱只用于电路的调试)上所有的接线。
⑵ 使用电池为放大电路供电:用两节9V叠层电池接到两个电池扣上(JP49) ,
对应连接JP40和J50(电源(电池)),J50的-9V 端接J40 的-V 端,J50的GND 端接J40
的GND端,J50的+9V端接J40的+V端。
⑶ 连接LABJACK采样盒:实验板“AI7”和“GND”与LABJACK 的AI7 和GND 相
连,其它线一律断开。
⑷ 接入心电电极:把夹在左手腕内侧处的电极夹插入P41;把右手腕内侧处的
电极夹插入P42;把夹在右脚腕内侧处的电极夹插入P43。人两手平放在大腿上,放
松并安静等待1-2分钟。
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⑸ 打开LABJACK的软件Ljstream,在“Configure Channels”中选择AI7,按动
Enabel Stream就可以看到该路信号的情况,如果看到AI7的信号不理想,请先顺一
个方向缓慢地调整电位器R38,然后再缓慢地向另一个方向调节以消除共模噪声(该
步骤将需要好几分钟的时间,R38调节到头时,你会听到“吧嗒”的声音),如果有
必要可以调整电位器R42和电位器R37,直到看到理想的心电信号。
编程编程编程编程
1. 利用LJStream程序把测量到的心电信号存到文件中,然后编写程序读出心电信
号,并进行所需要的计算分析,提取有关生理电参数。
2. 利用LabJack提供的连续读取数据的函数来编写连续采集数据的程序,不但代替
LJStream的功能,而且结合实时电参数的计算和显示,使得整个虚拟仪器成为一
个功能性实用的仪器。
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实验三、血压测量
实验目的实验目的实验目的实验目的
1. 掌握使用柯氏音的血压测量原理
2. 编写虚拟仪器程序来实现电子血压计功能
3. 学习数据处理方法
实验原理实验原理实验原理实验原理
图六:血压测量电路
如上图所示,由 IC2 与其外接电阻电路构成一个恒流源电路,其第 6端输出一
个恒定的电流,提供给压力传感器 SE1 的第 2端;IC4 构成温度补偿电路,其输出
端 6接至 IC5 的第 5端。当血压信号通过 SE1 压力传感器接收并转换成电压信号传
至 IC5 的 2、3 脚,调节 RP1 电位器大小来改变的放大倍数(顺时针信号放大),
经过差动放大后输至 IC3 实现驱动输出。AI2 的电压变化即反映了压力的变化。
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图七:LabJack U12数字口驱动电路
上图显示了LabJack U12数字口的驱动电路,它使用了ULN2003驱动芯片,它的
驱动能力可以达到+50V/500mA。这里我们使用IO0来控制对袖套进行充气的电机。当
LabJack的IO0输出为高电平时IO0O输出为低电平,电机转动;否则为高电平,电机
停止。
如果您不希望使用计算机控制充气电机的启停,或您使用的是AD-J410,那么您
需要把电机的一端接到+5V电源),另一端接到J72的第3脚,这样就可以使用S1开关
来控制充气电机的启停。
实验内容实验内容实验内容实验内容
编写虚拟仪器程序,对测量的压力进行校正/标定,使得计算机的压力读数和压
力表的压力显示相近,当充气压力达到180左右时自动停止充气,然后记录压力的下
降曲线数据,并计算出收缩压、舒张压以及心率。
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实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤
1. 接线:将AI2和GND与labjack的AI2和GND端连接起来;IO0和GND与labjack 的IO0
和GND端连接起来。袖套通过三通阀与压力表、充气囊、放气阀及电充气泵连接起来 ,
把一个出气口接入压力传感器(SE1)的上端。将J71的“+E”接到J4的“+5V”,电
充气泵的红线(或蓝色)接入J71的“+E”,黑线(或白线)接入J71 的“IO0”,
这样气泵受IO0 控制。如果使用AD-J410,那么黑线(或白线)接到J72的第3脚,这
样气泵就受S1按钮的控制。
2. 调试与结果:
1)标定:将袖套缠绕在白色塑料管上(注意:对袖套进行充气时,必须绑在白
色塑料管或手臂上,否则会破损)。用螺丝刀将放气阀调整到关闭位置(此时放气
则完全由气囊上的旋钮控制)。未充气时,即压力表指示为零时,调节软件参数使AI2
端输出信号显示应为零;用气囊冲气至某一满量程值(如:200mmHg),调节RP1使
得电压值的读数在10V以内,即使放大电路在使用范围内不至于饱和。改变程序的参
数使得计算机显示的压力值与压力表的读数相近。然后徐徐放气至完毕,确认计算
机的压力读数和压力表相符(如使用范例程序,你可能需要反复调整几次才行)。
2)测人体血压:标定后,首先要用螺丝刀调整放气阀的开度,使得放气速度稳
定。压力从180放气到50的时间大约控制在20到30秒左右为佳。 将袖套缠绕在人体
上手臂上,通过气囊或气泵充气至大于收缩压时停止充气(大概140--180 毫米汞
柱)。停止充气后,气压会缓慢下降,观察屏幕血压信号波形,当血压信号下降过
程上图显示了LabJack U12数字口的驱动电路,它使用了ULN2003驱动芯片,它的驱
动能力可以达到+50V/500mA。这里我们使用IO0来控制对袖套进行充气的电机。当
LabJack的IO0输出为高电平时IO0O输出为低电平,电机转动;否则为高电平,电机
停止。
如果您不希望使用计算机控制充气电机的启停,或您使用的是AD-J410,那么您
需要把电机的一端接到+5V电源),另一端接到J72的第3脚,这样就可以使用S1开关
来控制充气电机的启停。
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实验内容实验内容实验内容实验内容
编写虚拟仪器程序,对测量的压力进行校正/标定,使得计算机的压力读数和压
力表的压力显示相近,当充气压力达到180左右时自动停止充气,然后记录压力的下
降曲线数据,并计算出收缩压、舒张压以及心率。
实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤
1. 接线:将AI2和GND与labjack的AI2和GND端连接起来;IO0和GND与labjack 的IO0
和GND端连接起来。袖套通过三通阀与压力表、充气囊、放气阀及电充气泵连接起来 ,
把一个出气口接入压力传感器(SE1)的上端。将J71的“+E”接到J4的“+5V”,电
充气泵的红线(或蓝色)接入J71的“+E”,黑线(或白线)接入J71 的“IO0”,
这样气泵受IO0 控制。如果使用AD-J410,那么黑线(或白线)接到J72的第3脚,这
样气泵就受S1按钮的控制。
2. 调试与结果:
1)标定:将袖套缠绕在白色塑料管上(注意:对袖套进行充气时,必须绑在白
色塑料管或手臂上,否则会破损)。用螺丝刀将放气阀调整到关闭位置(此时放气
则完全由气囊上的旋钮控制)。未充气时,即压力表指示为零时,调节软件参数使AI2
端输出信号显示应为零;用气囊冲气至某一满量程值(如:200mmHg),调节RP1使
得电压值的读数在10V以内,即使放大电路在使用范围内不至于饱和。改变程序的参
数使得计算机显示的压力值与压力表的读数相近。然后徐徐放气至完毕,确认计算
机的压力读数和压力表相符(如使用范例程序,你可能需要反复调整几次才行)。
2)测人体血压:标定后,首先要用螺丝刀调整放气阀的开度,使得放气速度稳
定。压力从180放气到50的时间大约控制在20到30秒左右为佳。 将袖套缠绕在人体
上手臂上,通过气囊或气泵充气至大于收缩压时停止充气(大概140--180 毫米汞
柱)。停止充气后,气压会缓慢下降,观察屏幕血压信号波形,当血压信号下降过
程中出现第一次波动时,即为收缩压值;当继续放气时可看到压力波动由小到大再
变小,直到没有波动即为舒张压值。根据每次波动的时间间隔可以计算出心率。
3. 数据处理:
计算机采集了气泵放气后袖套压力的变化整个过程的数据,范例中采集速率大
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约为48Hz,其曲线并不十分体现脉动得信号。使用200Hz以上的采集速度则跟容易看
出脉动的信号变化,即希望使用连续采集的方式来进行数据采集(学生可以自行编
程)。用计算机对采集的数据进行计算,可以获得多种特征参数,如:心率,收缩
压,舒张压等。编写程序来实现数据处理、自动计算特征值的功能。
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实验四、呼吸测量
实验目的实验目的实验目的实验目的
1. 测量呼吸的气体压力、流速及流量。
2. 观察运动对呼吸的影响。
实验原理实验原理实验原理实验原理
所使用的传感器是由一个压差换能器和一个差压阀组成,可测量呼吸波(潮气
量),也可以测呼吸流量。
图八:呼吸测量电路
电路如上图所示。当压力传感器上压力变化时,其电阻也响应线性变化,从而
压力桥式测量电路输出端电压发生变化,该变化电压通过连接器JP0 进入由IC1A、
IC1B、IC1C 组成的差动放大电路进行一级放大,再经过IC1D 进行二级放大后在AI0
端输出一个与压力成正比的线性电压波形。其中电位器R3用来调整差动放大倍数,
R31调节电路的对称性,实现对共模噪声的抑制。
实验内容:实验内容:实验内容:实验内容:
编写虚拟仪器程序以实现下列内容:
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1. 测量呼吸时气体的压力:不使用差压阀,用一个三通的一端联入传感器的一个进
气口,当气流经过三通的另两端时,就可测量气流的压力,同时测出呼吸的频率。
2. 测量呼吸时气体的流速:使用差压阀,分别将差压阀的两个出口与传感器的两个
进气口相连,当气流经过差压阀的另两端时,就可测量气流的流速,同时对时间计
算面积,就可测出呼吸的流量(流量 = 流速 * 时间)。
实验步骤:实验步骤:实验步骤:实验步骤:
1. 接线:将传感器通过JP0连接至压力桥式测量电路,将AI0和GND连接至labjack 的
接口AI0和GND 处。
2. 通过调节电位器R3改变差动放大倍数(顺时针信号放大),在IC1C输出端得到一
级放大信号。通过调节电位器R31来调节电路对称性(调零),实现对干扰信号的
抑制。
3. 最终结果是:在IC1D的输出端得到一个二级放大后的信号,该信号特点是:当压
力增大时,该信号曲线显示增大的信息;当压力减小时,该信号曲线幅度也响应
减小。
4. 对测量到的数据进行处理和计算以得到各项特征值。
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实验五、脉搏/心音测量
实验目的实验目的实验目的实验目的
1. 学会人体心音波的测量方法。
2. 观察心音与脉搏波及心电波的区别及相互关系。
3. 观察运动对心音的影响。
实验原理实验原理实验原理实验原理
图九:脉搏/心音测量电路
所使用的传感器是由无源的精密心音换能器组成,通过按在或绑在胸前可测量
心音,电路原理图如上图所示,心音信号通过R61和R62经U6输入到的差动放大电路
进行放大,RP61调节放大倍数(顺时针调节增大),再经过U8跟随器在AI3端输出一
个变化的电压反映脉搏/心音波形。
心音和脉搏测量电路相同,两个传感器的接线座是相同的。
实验内容实验内容实验内容实验内容
1. 测量心音波的变化情况,同时计算心音频率。
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2. 比较心音、脉搏、和心电波形的不同,观察各个波型的特点及相互关系。
3. 根据心音、脉搏、和心电波形来进行特征计算。
4. 编写虚拟仪器程序来达到上面的各项目的。
实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤
1. 接线:将传感器通过JP01连接至差动放大电路,将AI3和GND连接至数据采集器相
应的端口上。
2. 心音传感器的安放:放在左胸上(最好紧贴皮肤),慢慢移动寻找最佳点。最佳
情况是可以看到周期性、一定幅度的波群。通过调节电位器RP61来改变差动放大
倍数(顺时针增大),在U7 输出端得到的放大信号。
3. 脉搏的传感器可以绑在食指或中指尖上,绑时要施加一些压力,手指头应该会感
觉到脉搏的跳动。
4. 最终结果是:在U8的输出端得到一个放大后的信号,该信号特点是:当心音增大
时,该信号曲线显示增大的信息,同时频率也变化;当心音减小时,该信号曲线
幅度也响应减小。
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附录 1:热电阻阻值表
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