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文檔簡介

1、傳感器討論1、能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。2、接受物理或化學變量(輸入變量)形式的信息,并按一定規律將其轉換成同種或別種性質的輸出信號的裝置。3、傳感器是一種物理裝置或生物器官,能夠探測、感受外界的信號、物理條件(如光、熱、濕度)或化學組成(如煙霧),并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。4、“傳感器”在新韋式大詞典中定義為:“從一個系統接受功率,通常以另一種形式將功率送到第二個系統中的器件”。 根據這個定義,傳感器的作用是將一種能量轉換成另一種能量形式,所以不少學者也用“換能器Transducer”來稱謂“傳感器Sensor”。傳感器功能常將傳感器的功能與

2、人類5大感覺器官相比擬: 光敏傳感器視覺 聲敏傳感器聽覺 氣敏傳感器嗅覺 化學傳感器味覺 壓敏、溫敏、流體傳感器觸覺 敏感元件的分類: 物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。 化學類,基于化學反應的原理。 生物類,基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。 通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。傳感器分類:可以用不同的觀點對傳感器進行分類:它們的轉換原理(傳感器工作的基本物理或化學效應);它們的用途;它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。 根據傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學傳

3、感器二大類: 傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。 化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器,被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。 有些傳感器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較多,例如可靠性問題,規模生產的可能性,價格問題等,解決了這類難題,化學傳感器的應用將會有巨大增長。數字血壓計設計1引言 測量血壓的傳統儀器是機械式水銀血壓計,電子血壓計近幾年才在市場上出現。電子血壓計與傳統血壓計相比,雖

4、然操作簡單、使用方便,但準確性、穩定性往往不太理想。本設計力求準確、穩定,以適用于老年人或病人隨時監測自己血壓情況及臨床醫學檢測。 在研究國內外已有產品或設計構思的基礎上,使用先進的信號處理技術與智能控制技術,盡量消除脈搏提取處理中的噪聲干擾與非線性失真,提高血壓測量的準確性與穩定性,并提高了測量的自動化和智能化。 2系統的硬件設計 本設計采用Motorola公司的MPX53GC硅壓式傳感器和TI公司MSP430F149單片機為主要器件,構成電子血壓計,系統構成如圖1。系統由MCU、傳感器、LCD液晶顯示器、操作面板、充放氣控制電路、氣泵和氣閥、蜂鳴器、存貯器、電源等部分構成。21微處理器的選

5、擇單片機是整個系統的大腦,它不僅要對系統進行監控、對數據進行運算處理,而月要通過對測量結果的判定調整硬件的參數;使系統能夠自動調節在最佳的工作狀態,具有一定的智能性。根據系統的設計要求,選用TI公司的MSP430F149單片機。 MSP430內嵌ADC12,它是12位的AD模數轉換器,具有高速、通用的特點。ADC12可對8個外部模擬信號之一或4個內部電壓之一作轉換。ADC12具有通用的采樣保持電路,給用戶提供了采樣時序的各種選擇。MSP430F149單片機則能很好滿足系統設計的要求。 22傳感器電路設計 MPX53GC是MotorolaX型傳感器,該類傳感器價格低廉、線性優良、噪聲小、響應迅速

6、,并且在恒流源供電的情況下具有溫度白補償掙陛。傳感器電路的組成如圖2所示,壓力傳感器的輸出信號先經過濾波電路,然后進行放大,同時單片機MSP430F149將產生1:10脈寬控制鋸齒波發生器,產生鋸齒波與經過處理的壓力信號相比較,將電平信號轉換為脈寬信號。單片機MSP430F149測量脈寬,然后經過相應的運算處理轉換為收縮壓(SP)、舒張壓(DP)、平均壓(MP)。 23濾波電路設計在血壓測量過程中,由于傳感器MPX53GC輸出的信號極其微弱,而且混有高頻噪聲,如果電路設計不合理,微弱的信號就會被噪聲淹沒。因此在每一級放大電路中,都應有相應的噪聲濾除或抑制電路,此外要盡量的消除分布電容與分布電感

7、的耦合,在必要處進行屏蔽。如圖3所示,采用有源低通濾波器,有效地削弱高頻噪聲,并適當放大信號。其頻率函數可表示為: 24充放氣控制電路設計充放氣電路也是影響測量準確度的一個重要因素。因此,怎樣控制充氣閥和放氣閥,才能得到最好的測量結果是關鍵。在測量過程中,我們采用單片機MSP430F149控制充放氣速率,根據壓力大小進行控制充氣閥和放氣閥的動作,這樣不但能夠準確控制充放氣的速率,而且能很好的監測整個系統的運行情況,此外,還可以避免一些意外的人體傷害。 其控制過程見圖4充氣電路如圖5所示。在充氣過程中可以稍微快點充氣,并估計收縮壓和舒張壓,以便計算放氣速率。當達到最大值后停止充氣,開始慢慢的均速放氣。放氣過程中,采用PWM脈寬調制進行控制,并時刻察覺血壓袖套CUFF的壓力情況,保持勻速放氣。最后當壓力小于20mmHg時,立即把放氣閥全部打開。 3結論通過一系列的分析、研究和改進,系統的設計較好的達

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