脉象传感器的选取

1脉象传感器的选取

脉象传感器是用来采集人体桡动脉寸、关、尺各部位的脉搏搏动信号，它的性能将直接影响到整个系统的可靠性和准确性。因为只有传感器采集到的信息能准确的反映客观事实，后面的数据处理与分析才会有实际意义。采用的脉象传感器是悬臂梁结构，其结构如图a

2脉象传感器电路分析设计

脉象传感器结构如图1(a)所示。硅梁选用<001>晶向的N型硅片，电阻率为8一lOn·am，在悬臂梁靠基座一侧的根部沿<110>和晶向各扩散2个P型电阻应变计。这4个扩散电阻应变计联成惠斯登电桥，并用恒流源供电。这种方式可以将传感器导线电阻及其他等效电阻的影响降致最低。传感器电路图如图3所示， V为输入电压；R1～R4为扩散电阻应变计构成的惠斯通全桥电路，R0为调零电位器，供电路的初始调零；Rt为温度补偿电阻应变计；r0和rl 为灵敏度调整电阻应变计。

图3 传感器电路图

在未进行脉象采集时，惠斯通电桥平衡。当传感器接触被测点时，传感器的弹性梁所测得的是桡动脉及周围软组织对探头形成的反作用力F、脉搏搏动力AF、血管轴向张力以及随脉搏跳动变化的血管轴向牵张力AT等力的作用而产生的综合力。这些综合力使梁产生应力，从而导致扩散在梁根部的电阻应变片的阻值发生变化，因此，由电阻应变片构成的惠斯通全桥失去平衡，输出差分电压信号，此过程就使脉搏的变化转化成电信号提供给后续电路。本系统采用的传感器灵敏度为50mV／N，非线性误差小于1％ FS(0～5N)。

3 脉象传雅器温度补偿原理

在硅悬臂梁脉象传感器系统中，传感器受到温度影响后会产生温度漂移。这是因为当温度变化时，扩散电阻应变阻值随温度的变化引起传感器的零位漂移，同时，电阻应变计的压阻系数也随温度变化而导致灵敏度温度漂移。温度漂移的产生直接影响了传感器检测准确度脉象传感器热零点漂移一般采用串并联电阻应变计的方法解决。

注意在工艺上采取严格的措施减少零点漂移，在减少扩散电阻应变计漏电流的基础上，适当控制硅悬臂梁表面介质膜的匹配，而达到进一步减小零点温度漂移的目的。

采用温度补偿晶体管对热灵敏度漂移进行补偿，补偿电路如图3所示，只要基极电阻R ，与Rb2的比值可=R ／R 选择适当，则可以实现高精度的温度补偿.

3温度补偿电路图