电子脉搏测试仪
脉搏测量仪
引言脉搏测试仪是用来测量一个人脉搏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分,因此,在现代医学上具有重要的作用。
目前检测脉搏的仪器虽然很多,但是能实现精确测量、精确显示且计时功能准确等多种功能的便携式全数字脉搏测量装置很少。
随着人们生活环境和经济条件的改善,以及文化素质的提高,其生活方式,保健需求以及疾病种类、治疗措施等发生了明显的变化。
但在目前,我国的心脑血管疾病仍呈逐年上升趋势。
其发病率和死亡率均居各种疾病之首,是人类死亡的主要原因之一。
因此,认识、预防及早期发现这些疾病是十分必要的。
从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据,历来都受到中外医学界的重视。
几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。
脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息,在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。
但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频弱信号,脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号,必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。
1 基本结构模块1.1 脉搏波检测电路目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法:光电容积脉搏波法、液体耦合腔脉搏传感器、压阻式脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。
近年来光电检测技术在临床医学应用中发展很快,这主要是由于光能避开强烈的电磁干扰,具有很高的绝缘性,且可非侵入地检测病人各种症状信息。
用光电法提取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪器工作的专家和学者的重视。
本系统设计了指套式的透射型光电传感器,实现了光电隔离,减少了对后级模拟电路的干扰。
传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。
所用光电式传感器由发光二级管和光敏二极管组成,其工作原理是:发光二极管发出的光透射过手指,经过手指组织的血液吸收和衰减,由光敏二极管接收。
脉诊仪的工作原理
脉诊仪的工作原理脉诊仪是一种用于探测和诊断人体脉搏的电子设备。
其工作原理主要基于两个方面:脉搏感应和信号处理。
脉搏感应是通过传感器来探测人体脉搏信号。
脉搏感应传感器通常使用光电传感器或压力传感器。
光电传感器使用红外线光源照射皮肤表面,然后通过光敏元件来检测反射回来的光线的强度变化。
当动脉血液流经皮肤表面时,皮肤的血红蛋白会对红外线光线产生吸收,使得反射回来的光线强度发生变化。
通过检测这种光线强度的变化,脉搏感应传感器可以探测到脉搏信号的存在。
信号处理是对脉搏信号进行放大、滤波和分析的过程。
脉诊仪通常会使用放大器来增强脉搏信号的幅度,以便更好地进行后续的处理。
滤波器则可以滤除掉脉搏信号中的噪声和杂波,以保证信号的准确性。
信号分析部分会对脉搏信号进行计算、特征提取和比对,以获得与不同脉象特征相关的诊断结果。
脉诊仪中的信号处理部分通常包括以下几个步骤。
首先,对脉搏信号进行滤波,以去除高频噪声和低频漂移。
滤波可以使用数字滤波器或者模拟滤波器实现。
然后,对滤波后的信号进行放大,以增加信号的幅度,使得后续的分析更容易进行。
放大可以使用放大电路或者运算放大器来实现。
接下来,对放大后的信号进行特征提取和分析。
特征提取是通过对脉搏信号的波形、频率和振幅等特征进行计算和分析来得到脉象的信息。
这些特征可以用于识别正常脉象和不正常脉象,并进行相应的诊断。
最后,将分析得到的结果进行显示和输出,以供医生和患者参考和分析。
总结来说,脉诊仪的工作原理主要是通过脉搏感应传感器来探测人体脉搏信号,然后通过信号处理来放大、滤波和分析脉搏信号,以获得与脉象特征相关的诊断结果。
这些技术的应用使得脉诊仪成为一种方便、快速和准确的诊断工具,在临床医学中得到了广泛的应用。
智能脉搏测试仪的设计
关键词 : 脉搏测试仪; 数字滤波; 单片机 中图 分 类 号 :P 9 T y t m o t s l e s g i e lg nt s s e t e t pu s
C H E N M i ng — yi Y A N G ua , A N G i ng , H Y L a
2 系 统 结 构 与 工 作原 理
智 能 脉 搏 测 试 仪 系 统 是 基 于 AT8 C5 9 1单 片 机 , 压 电 薄 膜 力 敏 元 件 作 为输 入 传 感 器 , 以 通 过 系统 的 处 理 可 以 由被 测 者 监 听 自己 的 心 跳 , 时 还 可 以在 线 即 时 显 示 所 测 脉 搏 次 数 ( / 同 次 分 钟 ) 也 可 以选 择 记 时功 能 由 被 测 者 自 己记 数 。 ,
前 仪 器 所 存 在 的 缺 陷 , 用 AT8 C 1芯 片 为 核 心 设 计 出 该 产 品 , 用 防脉 冲 干 扰 滑 动 平 均 值 采 95 利 法 滤 波 , 提 高 精 度 的 同时 也 大 大 提 高 了 系 统 的 响 应速 度 ; 用 液 晶 显 示 与 用 户建 立 了 良好 的 在 利 交互 界面 。
维普资讯
第 2 1卷 第 3期
20 0 2年 9月
计 算 技 术 与 自动 化
0N C 0M P UTI TECHNOLOGY AND AUTOM AT 1 NG
V 01 .21 N O.3
S p 2 0 e t 02
文 章 编 号 :03 69(020-01-0 10- 1920)3 17 3
1 引 言
随 着 电 子 技 术 的 发 展 , 应 用领 域 不 断 扩 大 , 别 是 数 字 电子 技 术 的应 用 已经 深 入 到 人 类 其 特 日常 生 活 中 , 能 化 电 子 产 品将 成 为 新 的潮 流 趋 势 。 智 目前 市 场 上 所 推 出 的家 庭 医 疗 电子 产 品大 多 以测 量 血 压 为 主 , 能 脉搏 测 试 仪 器 尚不 多 见 。 文 针 对 市 场 上 的 家 用 医疗 设 备 的需 要 及 目 智 本
光电脉搏测量仪
光电脉搏测量仪设计报告一、设计意义从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临Array床诊断和治疗的依据,历来都受到中外医学界的重视。
目前医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数,方法是用手按在病人腕部的动脉上,根据脉搏的跳动进行计数。
为了节省时间,一般不会作1分钟的测量,通常是测量10秒钟时间内心跳的数,再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数,即使这样做还是比较费时,而且精度也不高,因此,需要有使用更加方便,测量精度更高的设备。
二、关键技术脉搏检测中关键技术是传感器的设计与传感器输出的微弱信号提取问题, 本文设计的脉搏波检测系统以光电检测技术为基础,并采用了脉冲振幅光调制技术消除周围杂散光、暗电流等各种干扰的影响。
并利用过采样技术和数字滤波等数字信号处理方法,代替实现模拟电路中的放大滤波电路的功能。
本系统模拟电路简单,由ADC841芯片实现脉搏信号采集,信号处理和脉搏次数的计算等功能,因此体积小,功耗低,系统稳定性高。
本系统可实现脉搏波的实时存储并可实现与上位机(PC机)的实时通讯, 因此可作为多参数病人中心监护系统的一个模块完成心率检测和脉搏波形显示。
三、硬件设计3.1 设计框图光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件,把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号,用电子仪表进行测量和显示的装置。
本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码显示、电源等部分。
脉搏测量仪硬件框图如图1所示。
当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间,随着心脏的跳动,血管中血液的流量将发生变换。
由于手指放在光的传递路径中,血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化,因此和心跳的节拍相对应,红外接收三极管的电流也跟着改变,这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。
该信号经放大、滤波、整形后输出,输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。
单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。
3.2脉搏信号采集与放大整形目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法:光电容积脉搏波法、液体耦合腔脉搏传感器、压阻式脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。
2024年中医全自动脉象诊断仪市场规模分析
2024年中医全自动脉象诊断仪市场规模分析引言中医全自动脉象诊断仪是一种新兴的医疗设备,可以通过对患者脉搏的检测和分析,辅助医生诊断疾病。
随着人们对传统中医医疗的回归和对个性化医疗设备的需求增加,中医全自动脉象诊断仪的市场也逐渐扩大。
本文将对中医全自动脉象诊断仪市场的规模进行深入分析。
市场规模分析根据市场研究数据,中医全自动脉象诊断仪市场正以平均每年10%的增长率快速扩大。
预计到2025年,中医全自动脉象诊断仪市场的规模将达到XX亿美元。
以下是该市场规模扩大的几个主要原因:1. 传统中医医疗的复兴传统中医医疗在近年来重新受到了人们的关注和认可。
越来越多的人开始意识到中医医疗在某些领域的独特优势。
中医全自动脉象诊断仪作为传统中医的辅助工具,其市场需求也相应增加。
2. 个性化医疗设备的需求随着医疗技术的不断发展,人们对个性化医疗的需求也日益增加。
中医全自动脉象诊断仪作为一种能够根据个体脉象特征进行精准诊断的设备,十分符合个性化医疗的趋势。
3. 创新技术的推动中医全自动脉象诊断仪的技术不断创新,提高了其诊断准确性和便利性。
例如,一些中医全自动脉象诊断仪已经通过智能手机应用与云端服务连接,可以实时分析和储存患者的脉象数据,为后续的诊断提供参考。
这些创新技术的推动也增加了消费者对中医全自动脉象诊断仪的购买意愿。
4. 不断扩大的应用领域中医全自动脉象诊断仪不仅被应用于传统中医诊疗,还逐渐扩展到其他领域。
例如,一些健康管理机构和体检中心也开始使用中医全自动脉象诊断仪进行脉象检测,以更好地了解个体的健康状况。
这种扩大的应用领域也推动了市场的增长。
市场前景展望中医全自动脉象诊断仪市场的前景看好。
随着中医医疗的进一步普及和个性化医疗需求的增加,中医全自动脉象诊断仪市场有望继续扩大。
同时,随着技术的进一步进步和创新,中医全自动脉象诊断仪将更加智能化和便捷化,为用户带来更好的体验和效果。
然而,中医全自动脉象诊断仪市场也面临一些挑战。
脉搏测试仪
电路工作原理该脉搏测试仪电路由电源电路、脉搏信号检测放大电路、延时复位电路和数码显示电路组成,如图所示。
电源电路由电源开关Sl、电池GB和滤波电容器C6组成。
脉搏信号检测放大电路由传声器BM、电阻器Rl-R7、电位器RPl、电容器Cl-C5、二极管VD1、VD2、运算放大器集成电路ICl(Nl-N3)和六施密特触发器IC2(D1-D6)内部的Dl组成。
延时复位电路由复位控制按钮S2、电阻器R8、R9、电位器RP2、电容器C7、C8、二极管VD3、1C2内部的非门施密特触发器D2-D6和译码器集成电路IC3内电路组成。
显示驱动电路由IC3、译码驱动集成电路IC4、电阻器RlO-R2O、晶体管Vl-V3和数码显示器组成。
使用时,将BM放在人体脉搏跳动最明显的部位,接通电源开关Sl,再按下复位控制按钮S2,D2输出低电平,D3和D4输出高电平,IC3清零复位,VD3导通,C7快速充电,D5、D6也输出低电平,IC3允许计数。
松开S2后,C7通过D5和D6的输入端放电,使D5和D6维持输出低电平。
在按下S2的同时,BM将脉搏跳动的音频信号转换成电信号,该电信号经运算放大器Nl-N3和Dl放大整形处理后,作为IC3的12脚(CLK)的计数脉冲。
此计数脉冲经IC3和1C4译码处理后,驱动数码显示器工作,显示器上的数字随着脉搏的跳动而同步变化。
延时60s 后,C7放电结束,D5和D6输出高电平,lC3停止计数,数码显示器上的小数点被点亮,表示测量结束。
此时数码显示器上显示的数字即是被测者脉搏每分钟跳动的次数。
调节RP1的阻值,可使脉搏跳动于显示同步(使脉搏每跳动一次数码显示器的数字加上"1")。
调节RP2的阻值,可改变延时计时的准确性(使延时时间刚好为605)。
元器件选择Rl-R2O均选用1/4W金属膜电阻器。
RPl和RP2选用小型合成碳膜电位器或可变电阻器。
Cl、C2、C4、C6和C7均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C3和C5选用独石电容器或涤纶电容器;C8选用高频瓷介电容器或CBB电容器。
《便携式脉搏测试仪》课件
便携式脉搏测试仪的工作流程
当用户将手指或手腕放 在脉搏测试仪的传感器 上时,传感器开始检测 脉搏波动。
传感器将检测到的压力 或光电信号转换为电信 号,并传输到处理电路 。
处理电路对电信号进行 放大、滤波和数字化处 理,计算出脉搏频率。
最后,脉搏频率数据可 以通过显示屏或无线传 输方式显示给用户,以 便用户了解自己的心血 管健康状况。
数据可视化
将测量结果显示为直观的图表 或数字,方便用户理解。
04
使用方法
开启与关闭设备
开启设备
按下设备上的电源按钮,等待启 动指示灯亮起。
关闭设备
按下电源按钮,等待指示灯熄灭 ,设备将自动关机。
测量脉搏
02
01
03
将设备的探头放置在测量者的脉搏上,确保探头紧密 贴合皮肤。
按下测量按钮,设备将开始测量脉搏,并实时显示测 量结果。
日常监测、预防保健
详细描述
便携式脉搏测试仪还可以作为日常监测工具,帮助用户及时了解自己的心率状 况,预防潜在的健康问题。通过定期监测,用户可以及时发现心率异常情况, 采取相应的保健措施,保持身体健康。
其他领域的应用
总结词
科研实验、产品开发
详细描述
便携式脉搏测试仪还广泛应用于科研实验和产品开发等领域。研究人员可以利用便携式脉搏测试仪收 集大量数据,进行科学实验和分析,推动相关领域的学术研究。此外,在产品开发方面,便携式脉搏 测试仪可以为设计师提供用户心率反馈,优化产品设计。
了解操作方法
详细阅读操作说明,了解使用方法和注意事 项。
清洁仪器
使用干净的布擦拭仪器表面,确保其清洁。
检查附件
确保所有附件齐全,如探头、充电器等。
使用过程中的注意事项
电子脉搏测试仪
电子脉搏测试仪电子脉搏测试仪是一种电子设备,用于监测人体的脉搏。
它可以通过传感器将人体脉搏转换成电信号,然后显示在设备屏幕上。
电子脉搏测试仪广泛应用于临床医学、体育运动和健身等领域。
一、电子脉搏测试仪的工作原理电子脉搏测试仪的工作原理可以简单地描述为:设备传感器测量心脏搏动产生的脉搏波,并将其转换成数字信号。
然后,数字信号经过滤波器和处理器后,通过屏幕显示出来。
具体来说,设备传感器会感知到人体动脉中的脉搏波,并将其信号转换成模拟信号。
接着,滤波器过滤掉来自环境的噪声,处理器处理信号,将其转换成数字信号。
再者,信号通过软件进行处理,最终呈现在设备屏幕上。
二、电子脉搏测试仪的应用领域1.临床医学电子脉搏测试仪常用于医学领域,用于监测病人的脉搏变化、血压、心率等生理参数。
医生可以通过监测患者的脉搏来诊断和治疗一系列疾病,包括心脏病、肾脏疾病、呼吸系统问题等等。
2.体育运动电子脉搏测试仪也被广泛应用在体育运动领域,用于对运动员的心率、心律变化进行监测。
运动员可以根据脉搏数据来调整运动强度,以达到更优秀的训练效果。
此外,在比赛中,电子脉搏测试仪可以用来监测运动员的身体状态,从而帮助主教练在场上作出更明智的决策。
3.健身对于一般人来说,电子脉搏测试仪可以帮助他们更好地了解自己的身体状况。
通过监测心率和脉搏数据,人们可以掌握自己的身体健康状况,对自己的运动和饮食进行调整。
三、电子脉搏测试仪的优缺点优点:1.准确性高:电子脉搏测试仪能够测量脉搏波形的精度更高,而且相对于人工测量,更准确。
2.便携性:电子脉搏测试仪设备体积小、重量轻,易于携带。
3.易于操作:电子脉搏测试仪操作简单,不需要过多的训练即可使用。
缺点:1.价格:电子脉搏测试仪相对于普通血压计、体温计等医学设备来说更昂贵,而且不同功能区别较大。
2.可靠性:电子脉搏测试仪在使用过程中可能会出现一些错误,影响测试结果的可靠性。
3.习惯性:使用电子脉搏测试仪测量脉搏时,有的人可能无法适应这一过程,影响准确性。
电子行业电子脉搏测试仪
电子行业电子脉搏测试仪概述电子脉搏测试仪是一种用于电子行业的工具,用于测试和测量电子设备中的电脉冲信号。
在电子行业中,电子设备的性能评估和故障诊断通常需要对电脉冲进行精确的测量和分析。
电子脉搏测试仪通过捕捉和分析电子设备中的脉冲信号,帮助工程师和技术人员了解设备的运行状态,并识别潜在的故障源。
功能特点1. 脉冲信号捕捉电子脉搏测试仪具有高灵敏度的输入通道,可以捕捉电子设备中的微弱脉冲信号。
它能够准确地测量脉冲的振幅、频率、上升时间、下降时间等关键参数,以便评估设备的性能和健康状况。
2. 脉冲信号显示和分析电子脉搏测试仪配备了液晶显示屏,可以实时显示捕捉到的脉冲信号。
用户可以通过触摸屏或按钮进行操作,选择不同的显示模式和参数设置,以便更好地分析脉冲信号的特性。
同时,电子脉搏测试仪还提供了一系列的数据分析工具,例如FFT变换、波形比较、多点触发等,以帮助用户深入了解脉冲信号的细节。
3. 多种接口和数据传输电子脉搏测试仪支持多种接口和数据传输方式,以便与其他设备进行连接和交互。
常见的接口包括USB、RS232、以太网等,用户可以根据需要选择合适的接口进行数据传输。
此外,电子脉搏测试仪还支持数据存储和导出功能,用户可以将捕捉到的脉冲信号保存到本地或导出到其他软件进行进一步分析和处理。
4. 工作稳定性和可靠性电子脉搏测试仪具备良好的工作稳定性和可靠性。
它采用高品质的电子元件和严格的生产工艺,能够在恶劣的工作环境下保持稳定的性能。
此外,电子脉搏测试仪还内置了一系列的保护措施,例如过压保护、过流保护等,以确保设备和用户的安全。
应用领域电子脉搏测试仪在电子行业中有广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域:1. 故障诊断和维修在电子设备的故障诊断和维修过程中,电子脉搏测试仪是一种必备的工具。
通过对设备中的脉冲信号进行测量和分析,工程师和技术人员可以快速定位并修复故障。
例如,当设备无法正常启动或产生异常信号时,通过电子脉搏测试仪可以检测到故障的源头,从而指导修复工作。
电子脉搏计电路设计
电子脉搏计电路设计一、设计任务与要求为提高运用电子技术基本知识进行理论设计、实践创新以及独立工作、团队合作的能力,通过实践制作一个数字频率计,学会合理的利用集成电子器件制作基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。
电子脉搏计是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号。
要求:(1)实现在1min内测量脉搏数;(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示;(3)测量误差小于±4次/min。
二、原理电路设计正常人的脉搏次数是每分钟60~80次(婴儿为90~140次,老年人则为100~150次), 这种频率信号属于低频范畴.因此,脉搏计的用来测量低频信号的装置,它的基本功能要求应该是:(1).要把人体的脉搏数(振动)转换成电信号,这就需要借助传感器。
(2).对转换后的电信号要进行放大和整形处理,以保证其它电路能正常加工和处理。
(3).在很短的时间(若干秒)内,测出经放大后的电信号频率值。
总之,脉搏计的核心是要对低频信号在固定的短时间计数,最后以数字形式显示出来。
可见,脉搏计的主要组成部分是计数器和数字显示器。
1 .设计方案比较脉搏计的上述功能要求,可采用两个不同的方案来实现:1).把转换为电信号的脉搏信号,在单位时间内(一分钟或半分钟)进行计数,并用数字显示其计数值,从而直接得到每分钟的脉搏数。
2).测量脉搏跳动固定次数(比如5次,10次)所需的时间,然后转换为没分钟的脉搏数。
这两种方案比较起来,第一种更直观,所需的电路结构更简单些;第二种方案的测量误差比较小,但实现起来电路要复杂些。
为了使脉搏计轻巧而便宜,通常采用第一种方案。
本文进行的设计就基于这一方案。
下图为选用方案的方框图:此电路需达到如下要求:(1)设计一个数字脉搏计,要求用十进制数字显示被测人体脉搏每分钟跳动次数,测量范围30~160次/min 。
(2)短时间内(5~15s )测出每分钟的脉搏跳动次数,误差为±4次/min 。
电子脉搏测试仪课程设计
电子脉搏测试仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 了解电子脉搏测试仪的基本工作原理和功能;2. 掌握电子脉搏测试仪的操作方法和使用步骤;3. 学习如何解读电子脉搏测试仪的数据,并了解其与人体生理活动的关联。
技能目标:1. 能够正确使用电子脉搏测试仪进行测量,并准确记录数据;2. 培养学生动手操作、观察和思考的能力,通过实际操作,提高解决问题的技巧;3. 学会分析电子脉搏测试仪数据,并能进行简单的数据处理和分析。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对现代医疗设备的兴趣,激发学习热情;2. 增强学生的团队协作意识,培养共同解决问题的能力;3. 引导学生关注健康,认识到科技对人类生活的积极影响。
课程性质:本课程属于科学实践课,以实践操作和数据分析为主。
学生特点:学生具备一定的物理知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动参与实践,培养其独立思考和解决问题的能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,提高其综合素养。
二、教学内容1. 电子脉搏测试仪的基本原理:讲解电子脉搏测试仪的工作原理,包括传感器、信号处理、数据输出等部分。
相关教材章节:第三章“传感器及其应用”2. 电子脉搏测试仪的操作使用:详细介绍电子脉搏测试仪的操作步骤、注意事项及维护保养。
相关教材章节:第四章“医疗器械的使用与维护”3. 数据解读与分析:教授如何解读电子脉搏测试仪的数据,分析数据与人体生理活动的关联。
相关教材章节:第五章“数据采集与分析”4. 实践操作:分组进行电子脉搏测试仪的实践操作,让学生亲身体验,提高动手能力。
相关教材章节:第六章“实践操作与技能培养”5. 数据处理与分析:引导学生运用所学知识对测试数据进行处理和分析,提高问题解决能力。
相关教材章节:第七章“数据处理与分析方法”教学内容安排与进度:第一课时:电子脉搏测试仪的基本原理第二课时:电子脉搏测试仪的操作使用第三课时:数据解读与分析第四课时:实践操作(分组进行)第五课时:数据处理与分析及总结在教学过程中,教师需关注学生的掌握情况,适时调整教学进度,确保教学内容科学、系统、全面。
数字脉搏检测仪的设计
目录摘要 .................................................................... 1关键词 .................................................................. 1Abstract ................................................................ 1Key words ............................................................... 11 引言 .................................................................. 22 设计要求和设计方案 ................................................... 42.1 设计要求 .......................................................... 42.2 设计方案 .......................................................... 42.3 工作原理 ........................................................... 43 数字脉搏检测仪各模块的工作原理 ....................................... 63.1 传感器模块 ........................................................ 63.1.1 传感器概述 ....................................................... 63.1.2 芯片CD4011 ....................................................... 73.2 信号放大模块 ....................................................... 83.2.1 放大器概述 ....................................................... 83.2.2放大器的工作电路................................................... 93.3 译码/驱动模块 ................................................... 113.4计时模块........................................................... 123.5计数模块........................................................... 143.6 显示模块 ......................................................... 163.6.1 显示器概述 ...................................................... 163.6.2 工作电路 ....................................................... 163.6.3 LED数码管的工作原理及工作方式.................................. 173.6.4 LED数码管的显示方式及安全性问题................................ 174 总结 ................................................................ 19参考文献 .............................................................. 20附录数字脉搏检测仪的工作电路图 ...................................... 21致谢 .................................................... 错误!未定义书签。
毕业设计人体脉搏测量仪设计(1)
摘要本课题是人体脉搏测量仪的设计。
由于脉搏信号的特殊性,在设计时必须要注意实现测量的准确。
该系统的重点就在于要求实现测量的简便化和精确化。
系统要在小于十秒的时间内,测量出人体一分钟的脉搏,并且保证误差在2次以内。
本系统以89S51单片机作为中心,通过使用单片机来实现系统最核心的计算脉搏功能。
在信号的前端处理上,使用压电陶瓷片采集人体脉搏信号,然后经过AD620放大,施密特触发器整形,低通滤波器滤波等一系列操作,将脉搏信号转换为同频率的脉冲信号输入到单片机内,并利用单片机对其进行计数。
计数的方法是利用单片机的计时器,计算一次心跳的时间,然后由该周期计算出频率,继而就可以求出一分钟的脉搏数。
按照理论来说,只要有一次心跳信号就可以。
但是要考虑到计算的精确性,可以设定为测量五次心跳信号,然后再求脉搏就可以使结果比较精确。
计数结果将最终送至液晶屏1602来进行显示。
虽然压电陶瓷片的性能并非很好,在信号的采集上不能实现非常精确的采集,但是它的价格低廉,并且在经过系统的信号调理电路后,也能比较满意的实现我们所要实现的目标。
整个系统耗电低,体积小,具有便携性与精确性。
经过多次调试和实验,本系统基本实现了设计所要求的指标。
关键词:脉搏测量;心律监测;压电陶瓷片;液晶显示屏目录引言 (1)1设计任务及要求 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 设计要求 (3)1.3 设计时所遇到的问题 (3)2系统总体设计 (3)2.1 方案论证 (3)2.2 总体设计框图 (4)3系统硬件设计 (5)3.1 脉搏信号采集 (5)3.1.1传感器的选择 (5)3.1.2三种方案的优缺点比较 (6)3.1.3压电陶瓷片介绍 (7)3.2 信号调理单元 (7)3.2.1一级放大电路 (8)3.2.2二阶滤波器电路 (10)3.2.3二级放大电路 (12)3.3 整形电路 (14)3.4 电源滤波电路 (16)3.5 单片机电路 (16)3.6 显示系统 (18)4 测试方案及结果 (21)4.1 测试方案 (21)4.2 模拟测试结果 (21)4.2 实际测试结果 (22)5 结束语 (22)谢辞 (24)参考文献 (25)附录 (26)引言在我国传统中医学的诊断中,“望、闻、问、切”是最基本的四个方面。
电子脉搏表工作原理
电子脉搏表工作原理电子脉搏表是一种常见的医疗器械,常用于测量人体的脉搏和心率,为医生提供重要的生理参数。
本文将介绍电子脉搏表的工作原理。
一、引言电子脉搏表是一种现代化的医疗仪器,其主要功能是测量人体的脉搏和心率。
人体的脉搏和心率是反映人体生理状况的重要指标,对医生进行诊断和判断疾病的严重程度具有重要意义。
二、感应原理电子脉搏表的工作原理基于人体脉搏的感应。
当我们使用电子脉搏表进行测量时,仪器的感应器会接触到人体的皮肤,通常是通过手腕处的脉搏点进行测量。
感应器内部包含了一个光学传感器,它可以感知皮肤上的微弱光信号。
人体的脉搏会导致皮肤表面的血液量变化,血液的流动会使得皮肤的光反射发生变化。
光学传感器通过检测这种光反射的变化,就可以间接地了解人体的脉搏情况。
三、信号处理电子脉搏表的光学传感器会将感应到的光信号转化为电信号,并通过内部的信号处理器进一步处理。
信号处理器会对电信号进行滤波和放大等处理,以确保测量的准确性和稳定性。
同时,电子脉搏表还会根据信号处理器处理后的结果,采用数字显示屏将测量结果实时显示出来。
一般来说,电子脉搏表会显示心率和脉搏的数值,并可能配备其他功能,如记录数据和计算平均心率等。
四、注意事项在使用电子脉搏表时,有一些注意事项需要我们牢记。
首先,使用前需要确保电子脉搏表处于正常工作状态,电池电量充足,并检查传感器是否干净无尘。
其次,使用时应该正确佩戴,通常是将手腕处的感应器与皮肤紧密接触,但不要过紧或过松。
紧贴皮肤的感应器能够更准确地感知脉搏信号。
最后,使用时要保持相对安静和放松,尽量避免剧烈运动或其他干扰因素。
这样可以获得更准确、稳定的测量结果。
五、结论电子脉搏表通过感应人体皮肤上脉搏点的微弱光反射变化,间接测量人体的脉搏和心率。
其工作原理基于光学传感器和信号处理器的配合,能够提供便捷、准确的脉搏测量结果。
在日常生活中,电子脉搏表被广泛应用于医疗领域,为医生和护士提供了重要的生理参数参考。
电子测量实验报告脉搏
电子测量实验报告脉搏实验目的:通过电子测量仪器测量脉搏信号的频率和幅值,并分析脉搏信号的特征。
实验仪器和材料:电子测量仪、电极贴片、导线、计算机。
实验原理:1. 脉搏信号是心脏每搏一次所产生的,脉搏信号在人体各部位都可以测得,但最常见的是手腕上的脉搏。
2. 脉搏信号是由心脏收缩产生的,它经过血管传导到各个部位,使得血液在血管内流动起伏,形成脉搏波形。
3. 脉搏信号的频率和幅值可以反映人体的生理状况,如心率、血压、心肌功能等。
实验步骤:1. 将电极贴片正确地贴在手腕上,保持良好的接触。
2. 将接地线连接到电子测量仪上的接地端口。
3. 将正极线连接到电子测量仪上的正极端口。
4. 打开电子测量仪的电源,并进行相应的设置。
5. 通过电子测量仪测量脉搏信号的频率和幅值。
6. 记录测量结果,并进行分析。
实验结果:通过电子测量仪测量脉搏信号,我们得到了脉搏信号的频率和幅值。
实验结果显示,脉搏信号的频率为X次/分钟,幅值为X伏。
实验分析:根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 脉搏信号的频率可以反映心率。
心率是心脏每分钟搏动的次数,一般以“次/分钟”为单位。
正常成人的心率范围是60-100次/分钟,若心率低于60次/分钟或高于100次/分钟,则可能存在心脏疾病或其他健康问题。
2. 脉搏信号的幅值可以反映血流量和血压。
脉搏信号的幅值越大,说明血流量越大,血压越高;反之,脉搏信号的幅值越小,说明血流量越小,血压越低。
通过测量脉搏信号的幅值,可以初步判断血压水平是否正常。
3. 脉搏信号的形态也具有一定的参考价值。
正常情况下,脉搏信号应该是周期稳定、波形规则、上升较快、下降较慢的波形。
若脉搏信号的波形异常,如存在剧烈的波动、波形不规则等,可能存在心脏病或其他疾病。
实验结论:通过本次实验,我们成功地使用电子测量仪器测量了脉搏信号的频率和幅值,初步了解了脉搏信号的特征。
脉搏信号的频率、幅值和形态可以反映人体的生理状况,如心率、血压、心肌功能等。
电子脉搏计设计
(1)脉搏信号检测与提取
用脉搏记录仪器描绘脉搏波图像已有百余年的历史。1860年法国人研制了杠杆脉搏描记器,成为现代脉象描记的基础。脉象仪的总体构成包括脉象信号检测,信号预处理和信号分析三个环节。我国医务界约从50年代初就开始了用西方传来的脉搏描记技术,使脉象图形化。近十多年来,已经研制出了许多性能各异的脉象仪,各类脉搏描记器最关键和差异较大的部分就是脉象传感器的研制。从测量原理上讲,脉象传感器可分为机械式、压电式、光电容式等多种。
毕业论文(设计)工作计划
1、2011.11~2011.12参考国内文献,了解课题研究的背景、意义以及发展现状,撰写开题报告。
2、2011.12~2012.1设计电路框图、原理图、选择元件参数。
3、2012.02~2012.03完成电路的组装与调试,撰写电子版毕业论文。
4、2012.04整理毕业论文资料。
时频联合分析法:是把一维信号或系统表示成一个时间和频率的二维函数,时频平面能描述出各个时刻的谱成分。常用的时频表示方法有短时傅立叶变换和小波变换(WT)。
短时傅立叶变换(STFT)方法:是一种广义情形,是一种线性时频表示方法,它依赖于被分析信号的线性特性,即信号的频谱与在数据中提供正弦成分的幅度成线性比例。其最主要的优点是容易实现、计算简洁有效,而它主要的缺陷是时间和频率分辨率在整个时频平面上固定不变。另外的限制是对一个特殊的信号,需要一个特殊的窗才能得到最佳分辨率。
电子脉搏计毕业设计
电子脉搏计毕业设计引言电子脉搏计是一种用于测量人体脉搏的仪器,可以实时监测心率并提供相关数据。
本文将介绍一个关于电子脉搏计的毕业设计,旨在设计出一款功能完善、精确可靠的电子脉搏计。
一、设计背景近年来,心脑血管疾病的发病率逐渐增高,对心脏健康的关注越来越重要。
在日常生活中,人们对自己的心率了解的程度较低,并往往只关注在出现问题时寻求医疗帮助。
然而,随着科技的飞速发展,人们对个人健康的关注也越来越高。
设计一个电子脉搏计是为了使更多的人能够实时监测和了解自己的心率,提高对心脏健康的认识。
二、设计目标1. 实时测量心率:设计一个在佩戴时能够实时测量心率的电子脉搏计,可以方便用户随时了解自己的心脏情况。
2. 精确可靠:电子脉搏计应具有高精确度和可靠性,确保测量数据准确无误。
3. 可穿戴设计:为了方便用户随身携带和佩戴,设计的电子脉搏计应具有轻巧、便捷的可穿戴性。
4. 数据记录和分析:电子脉搏计应能够记录测量数据并提供分析,帮助用户更好地了解自己的健康状况。
三、设计方案1. 传感器选择:为了实现实时心率测量,可以选用光电传感器来监测血液流速和心率。
光电传感器具有高灵敏度和可靠性,可以准确测量心率并提供稳定的数据。
2. 移动应用程序开发:设计一个移动应用程序,通过无线连接将测量数据传输到用户的智能手机或其他设备上。
用户可以通过应用程序随时查看心率数据,并进行自定义设置和分析。
3. 心率数据记录和分析:电子脉搏计应具备数据记录和分析功能,可以将历史测量数据保存在设备或云端服务器中,并提供图表和趋势分析,帮助用户更好地了解自身心脏状况。
4. 设计外观和佩戴舒适性:考虑到电子脉搏计的可穿戴性,设计时应注意外观设计和佩戴舒适性,使用户能够长时间佩戴并不感到不适。
四、设计结果经过设计和开发,我们成功实现了一款电子脉搏计。
该设备具备实时测量心率、精确可靠、可穿戴设计、数据记录和分析等功能。
用户可以使用移动应用程序随时查看心率数据,并得到个性化的健康报告。
数字脉搏测试仪设计
数字脉搏测试仪设计作者:邢晓敏来源:《求知导刊》2018年第09期摘要:文章论述了数字脉搏测试仪的硬件电路和软件实现。
为了便于控制和功能的实现,采用了宏晶公司新一代微型处理器STC12C5A60S2作为系统控制核心。
电源采用直流稳压电源提供给整个系统;信号采集模块利用红外对管进行光电转换实现对信号的采集。
信号调理模块由两级带通滤波放大电路和反向迟滞比较器电路对信号进行调理。
单片机模块主要由微型处理器STC12C5A60S2进行信号脉冲计数及其内部的定时器编程进行计时。
液晶显示模块采用LCD1602作为系统的显示屏;测试对象按键选择模块由弹性开关组成,通过微型处理器STC12C5A60S2编程确认测试对象及启动脉搏测试仪;蜂鸣器报警模块由蜂鸣器和8050三极管组成,通过微型处理器STC12C5A60S2编程驱动。
经测试,系统工作正常。
关键词:红外对管;STC12C5A60S2;脉搏计数;LCD1602中图分类号:TH77文献标识码:A本设计采用单片机STC12C560S2为控制核心,实现脉搏测试仪的基本测量功能。
脉搏测试仪硬件框图如下图1所示:当手指放在透射式红外线发射管和接收管中间,随着心脏的跳动,血管中血液的流量将发生变换。
由于手指放在光的传递路径中,血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化,因此和心跳的节拍相对应,红外线接收管的电流也跟着改变,这就导致红外线接收管输出脉冲信号。
该信号经放大、滤波、整形后输出,输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。
单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到LCD1602液晶屏上显示。
数字脉搏测试仪是利用透射式红外光传感器作为变换元件,把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号,用由一些电子元器件组成的电子仪表进行测量、显示和报警的装置。
本系统的组成包括信号采集、信号调理、单片机电路、液晶显示、测试对象按键选择电路、蜂鸣器报警电路、电源等部分。
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Xx学院课程设计说明书课程名称: 数字电子技术课程设计题目: 电子脉搏计设计学生姓名:专业:班级:学号:指导教师:日期: 2009 年月日学院课程设计任务书一.设计题目:电子脉搏计设计二.主要内容及安排脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号。
(1)实现在15S内测量1min的脉搏数;(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示;(3)测量误差小于±4次/min。
(4)设计电路,在时间允许的情况下要安装测试,分析实验结果,写出设计说明书。
三、安排进度6月12号:图书馆收集资料6月14号:互联网收集资料6月28号:资料的整理6月20号:模拟电子电路初步完成6月21号:设计报告初步完成7月08号:论题答辩四、总评成绩指导教师学生签名电子脉搏计设计一、设计任务与要求为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的。
通过实践制作一个数字频率计,学会合理的利用集成电子器件制作电路基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。
简述了在EDA平台上利用硬件描述语言VHDL结合CPLD/FPGA器件,设计了一种数显式脉搏测试仪。
通过测试和实际应用表明:其性能稳定、工作可靠、升级方便。
实现了对人体脉搏的电子测量,并且能通过外界扩音器实现听诊的功能。
文章给出了系统的功能特点,设计原理,硬件电路及软件设计等。
该系统利用脉冲干扰动平均值法滤波,在提高精度的同时也大大提高了系统的响应速度,该仪器成本低,可靠性高,操作方便。
电子脉搏计设计:由压电陶瓷片、三个2输入与或门CD4070组成四倍频器、555集成定时器、十进制集成块74160N三片、七段数码管(DCH-HEX)组成。
,74160N与它配套使用可直接驱动显示。
脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号。
要求:(1)实现在15S内测量1min的脉搏数;(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示;(3)测量误差小于±4次/min。
二、方案设计与论证方案一1传感器将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。
2 放大整形电路把传感器的微弱电流放大,微弱电压放大。
3倍频器将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。
如将15s内传感器所获得的信号频率4倍频,即可得到对应一分钟的脉冲数,从而缩短测量时间。
4控制电路用555定时器以保证在基准时间控制下,使4倍频后的脉冲信号送到计数、显示电路中。
5计数、译码、显示电路 用来读出脉搏数,并以十进制数的形式由数码管显示出来。
6电源电路 按电路要求提供符合要求的直流电源。
上述测量过程中,由于对脉冲进行了4倍频,计数时间也相应地缩短了4倍(15s),而数码管显示的数字却是lmi n的脉搏跳动次数。
用这种方案测量的误差为±4次/m in ,测量时间越短,误差也就越大。
方案二该方案是首先测出脉搏跳动5次所需的时间,然后再换算为每分钟脉搏跳动的次数,这种测量方法的误差小,可达±1次/min 。
此方案的传感器、放大与整形、计数、译码、显示电路等部分与方案I 完全相同。
方案的比较:方案Ⅰ结构简单,易于实现,但测量精度偏低;方案Ⅱ电路结构复杂,成本高,测量精度较高。
根据设计要求,精度为 ±4次/min ,在满足设计要求的前提下,应尽量简化电路,降低成本,故选择方案Ⅰ。
大致框图如下:三、单元电路设计与参数计算1.传感器脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为响应的电冲信号。
脉搏传感器是脉象检测系统中重要的组成部分,其性能的好坏直接影响到后置电路的处理和结果的显示。
目前典型的脉搏传感器有以下三种:光电类、压阻类和压电类。
在这三种当中目前采用最多的是压电型传感器,其工作原理是利用敏感元件直接把压力转变为电信号。
本次课程设计中是利用函数信号发生器,使用正弦波模拟人体脉搏跳动。
函数信号发生器2.放大与整形放大电路多种多样,本次实验采用比较简单、廉价的运放电路。
由一个运放器和两个电阻就组成了符合要求的放大电路。
放大倍数可调,本次放大倍数大约为10倍。
由于整形电路比较复杂,要想较好的对脉搏信号的不规则性进行比较规则的整形是有一定的难道,初次想到的就是用电压比较器进行整形,但是在模拟软件种不知道那个是电压比较器。
…干脆就用一个简单点的与非门进行简单的整形。
经过实验,可以放大,整形正弦电路。
3. 倍频电路由于我们要在15s内测量1min内的脉搏数,所以我们要对脉搏进行调频。
60/15=4需要四倍频电路。
如将15s内传感器所获得的信号频率4倍频,即可得到对应一分钟的脉冲数,从而缩短测量时间。
倍频电路的形式很多,如锁相倍频器、异或门倍频器等,由于锁相倍频器电路比较复杂,成本比较高,所以这里采用了能满足设计要求的异或门组成的4倍频电路。
U9a和U9b构成二倍频电路,U8a和U8b亦构成二倍频电路;两个二倍频串联组成四倍频电路。
利用第一个异或门的延迟时间对第二个异或门产生作用,当输入由“0”变成“1”或由“1”变成“0”时,都会产生脉冲输出。
其中电容c是为了延时,经过测试,当c1=33uf,c2=3.8uf,R1=10k,R2=10k的时候能达到四倍频的要求。
电路图如下:4.定时电路555定时器是为了试验在15s内完成任务,使单稳态的时间长度为15s。
所以定时时间为15s。
本试验采用555单稳态定时电路。
工作原理大概如下:开关打上,RST、Vcc都为高电平,由于有电容c3的存在、THR和THI为低电平。
此时输出为低电平,随着电容的充电,当时间达到15s的时候,电容两端电压为2/3Vcc,THR和THI为1/3Vcc,此时输出变为低电平。
时间常数有t=1.1RC可以求得。
本次试验C=4.6uF R=3M.左图分别为电阻两端电压曲线和555定时器的输出端电平。
555单稳态定时电路5.计数译码显示本设计中采用简单的74LS160作为计数器,因为它是十进制计数器无需改装,直接使用。
因为脉搏测试器中需要上百位的数字。
因此,将三片74LS160直接按并行进位方式连接即的千进制计数器。
三块芯片的ENP LOAD CLR都为高电平以保证电路的工作。
其中第二第三块芯片ENT为高电平,第一块芯片ENT受555定时器的控制。
当555定时器输出为低电平时,74LS160输入端接收到的是高电平,开始计数;输出为高电平时,74LS160接收到的是低电平,停止计数(计数结束)。
此时显示的就是15s内的脉冲数了。
七段数码管与74LS160的连接方式如下:74LS160的功能表四、总原理及元器件清单电路工作1、总电路图:2、工作原理:打上电源开关,电路各部分开始工作。
首先是信号发生器发生的信号,经过四倍频电路,频率变成了原来的四倍;倍频器的主要作用就是为了计数器能在15s内计算出1min钟的脉冲数。
脉冲数进入七段数码管计数器,计数开始。
来一个脉冲计数器就加一。
15s后,定时器输出端电平翻转,计数器停止工作。
显示出脉搏跳动的次数。
3、元器件清单元件名称类型及参数说明集成块Cd4011一块五、仿真调试与分析模拟脉搏信号从函数发生器发出,经过运放电路,放大10倍后,进入一个电容、3个与或门的延时分频。
倍频原理在“倍频电路”那部分已经讲述清楚了。
倍频后的频率直接送入到74160N解码,解码后就到达七段数码管进行显示。
打上定时器的开关之后,定时的过程实际上就是电容不断充电的过程。
电容上的电压从0到2/3Vcc这段时间就是我们要定时的时间(15s)。
开始,555定时器out端口为低电平,经过外部的非门之后,变成高电平,74160N C开始工作…此后,电源经外部电阻不断向向 C 充电,当C上电压升到> 2 /3 V DD 时,THR、TRI两端为1/3Vcc,输出 V 0 翻转,变为1;1经过非门变成0,74160N停止工作。
故74160N工作的时间为:T=1.1RC=15s六、结论与心得:总体来说,本次实验独立完成,使我受益匪浅。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中,特别有趣,培养了我的设计思维,增加了实际操作能力。
我觉得以后更要加强这方面的设计,提高自己的能力.我觉得自己的动手能力有了很大的提高;自信心也增强了.在课程设计中自己动脑子解决遇到的问题,书本上的知识有了用武之地,这巩固和深化了自己的知识结构。
这次实习恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会,从到图书馆查找资料到对电路的设计对电路定位的再到最后电路的成型,都对我所学的知识进行了检验。
可以说,本次设计有苦也有甜。
设计思路是最重要的,只要你的设计思路是成功的,那你的设计已经成功了一半。
因此我们应该在设计前做好充分的准备。
我们要熟练地掌握课本上的知识,这样才能对试验中出现的问题进行分析解决。
留给我印象最深的是要设计一个成功的电路,必须要有耐心,要有坚持的毅力。
在整个电路的设计过程中,花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上,如控制电路,基准时间电路等。
在多种方案的选择中,我们仔细比较分析其原理以及可行的原因,最后还是在老师的耐心指导下,使整个电路可稳定工作。
七、参考文献:[1] 闫石编著.《数字电子技术基础(第五版)》.北京:高等教育出版社2006[2] 崔瑞雪、张增良编著.《电子技术动手实践》.北京航空航天大学出版社 2007[3] 康华光编著.《电子技术基础模拟部分(第四版)》.北京:高等教育出版社1998[4]《实用医疗保健电子装置制作》。