電路圖天天讀(11):常見可穿戴血壓計(jì)電路設(shè)計(jì)
BP01 型壓力傳感器是為監(jiān)測血壓而專門設(shè)計(jì)的,主要用于便攜式電子血壓計(jì)。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龍塑料封裝,具有高線性、低噪聲和外界應(yīng)力小的特點(diǎn);采用內(nèi)部標(biāo)定和溫度補(bǔ)償方式,從而提高了測量的精度、穩(wěn)定性以及可重復(fù)性,在全量程范圍內(nèi),精度為±1%,零點(diǎn)失調(diào)不大于±300μV。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201710/369623.htm工作原理:用BP01構(gòu)成的便攜式電子血壓計(jì)的原理電路如圖所示,它由偏置電源電路(A1、A2)、前置處理電路(A3~A6)、顯示電路(A7)和壓力傳感器(BP01)組成,該血壓計(jì)的血壓測量范圍為0~200mmHg,分辨率為0.1mmHg,工作電源為一節(jié)9V迭層電池?,F(xiàn)將血壓計(jì)中各主要電路的工作原理分述如下:
偏置電源電路:電源電路由帶有內(nèi)置參考電壓的雙運(yùn)放LM10組成,A1構(gòu)成同相放大器,A2構(gòu)成跟隨器,它們的作用是將內(nèi)置的參考電壓放大后用作壓力傳感器BP01的偏置電壓Vs,其Vs的值由下式?jīng)Q定:Vs=Vref(1+R2/R3) 式中:Vref為LM10的內(nèi)置參考電壓。其值為200mV,將此值連同電路中的R2和R3的值代入上式即可求得偏置電壓Vs的值為5V。
前置處理電路:前置處理電路由A3~A6四個運(yùn)算放大器組成,其中A3構(gòu)成失調(diào)偏置電路以對電路失調(diào)進(jìn)行補(bǔ)償;A5構(gòu)成跟隨器,用于對壓力傳感器BP01的輸出信號進(jìn)行隔離緩沖;A4、A6構(gòu)成放大電路,其增益AV由下式?jīng)Q定AV=1+(R1/RT) 若忽略失調(diào),前置處理電路的輸出電壓Vout為: Vout=2(1+R1/RT)VIN 式中:VIN為壓力傳感器BP01的輸出電壓。
顯示電路:顯示電路選用三位半的顯示驅(qū)動器。工作時,壓力傳感器BP01的輸出經(jīng)前置處理電路放大后,由顯示驅(qū)動電路來驅(qū)動LCD,以讀出測量的血壓值。
調(diào)試方法:零壓輸出調(diào)整 在零壓輸出時,調(diào)整失調(diào)電位器RP1,在血壓計(jì)的顯示值為000.0時,即可認(rèn)為完成了零壓輸出調(diào)整。
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前置電路增益與壓力傳感器BP01的滿量程輸出與偏置電壓有一定的關(guān)系,當(dāng)5V偏置時,在200mmHg壓力下的輸出為10mV,其對應(yīng)的顯示驅(qū)動電路的輸入為200mV,因此前置電路的增益AV為200mV/10mV,這樣,利用前面Av的計(jì)算公式即可反推出增益電阻RT的值。 若選取電阻R1為10kΩ,則增益電阻RT應(yīng)為1.1kΩ。當(dāng)滿量程調(diào)整時,先在顯示電路的輸入端加200mV電壓,然后調(diào)整電位器RP2,使其讀數(shù)為199.9mmHg即可。
在元器件的選擇上為保證測量精度,上述電路的外圍元器件的選擇也是一個不容忽視的重要環(huán)節(jié)。一般情況下,電位器RP1、RP2應(yīng)選用1%精度的金屬膜多圈電位器;電阻應(yīng)選用1%精度的金屬膜電阻器;電容一般選用聚脂薄膜或者云母電容。最后在使用壓力傳感器BP01和其它器件設(shè)計(jì)便攜式電子血壓計(jì)時,應(yīng)注意的是:對于不同的偏置電壓,其輸出也不同,因而前置處理電路的增益應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整,以滿足滿量程的不同要求。
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