一种新型的脉搏压力传感器.pdf

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1、90传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第12期一种新型的脉搏压力传感器邹建，卢平，应苑松，钱波(重庆大学光电工程学院，重庆400030)摘要：针对单部脉搏压力传感器的缺陷，提出了一种采用轻触式薄膜按键面板工艺，自制的多通道脉搏压力传感器来获取多道脉博信号，并设计了相关的硬件电路对脉搏信号进行调理。实验测试结果表明：该脉搏压力传感器在压力为0-300mmHg范围内，线性度、一致性比较好，灵敏度达到1100IxV／mmHg。通过示波器的串口通信扩张模块将脉搏传感器采集的脉搏信

2、号在计算机上进行显示，效果显著。关键词：脉博信号；弹性薄膜；脉搏压力传感器中图分类号：TP212．3文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)12-0090-03AnewtypeofpulsepressuresensorZOUJian，LUPing，YINGYuan-song，QIANBo(SchoolofOpto·electronicEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Aimedatthedefectsofsinglepulsepressur

3、esensor，atechnologyoftouchmembranebuttonpanelispresented．Asensorwithseveralroutewaypulsepressuresensorsismadetoobtainseveralroutewaypulsesignalsandtheassociatedhardwarecircuitryisdesignedtoconductthepulsesigna1．Experimentalresultsshowthatthelinearityandrepeatabilityofthepuls

4、epressuresensorareexcellent，andthesensitivityisuptol100I~v／mmHginpressureof0—300mmHg．Thepulsesignalsacquiredbypulsesensoraredisplayedonthecomputermonitorthroughtheoscilloscopeserialcommunicationexpansionmodule．Theeffectisremarkable．Keywords：pulsesignal；elasticfilm；pulsepress

5、uresensor0引言脉象是对人体机能的反映，它携带有丰富的人体健康状况的信息。现代中医多取寸口脉，但是单一脉象信息不能充分地反映人体复杂的生理信息，而单部脉象仪一次只一能在固定的寸、关、尺其中的一部采集脉象信号。但将单部图1脉搏压力传感器结构图脉象仪分别采集的三部脉象信号叠加，与三部脉象仪同时Fig1Structurediagramofpulsepressuresensor采集的脉象信号比较，则无统计学意义⋯。本文介绍了一种自行设计的三部脉搏压力传感器一)一．(1)电容式压力传感器，通过电容极距的变化反映脉搏压力的中心点的挠度值变化。加工采

6、用轻触式薄膜按键面板工艺，很容易实现多只电容压力传感器的集成，便于多部脉搏信号同步采集，体(o)=64D．(2)积小，价格低廉，效果好。其中，D为惯性矩，且1脉搏压力传感器设计E1．1传感器结构肚面，(3)本文设计的脉搏压力传感器采用的弹性薄膜材料为式中E为杨氏模量，为泊松比。PVC，电容极板为金属银浆，电容以空气为介质，这种结构有1．2ANSYS模型分析利于提高传感器的灵敏度和线性度J，结构如图1所示。ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和耦合场分偏离圆中心点半径r处的挠度值如下析于一体的大型通用有限元分析软件。建立脉搏压力传感收稿日期

7、：2010-03-22第12期邹建，等：一种新型的脉搏压力传感器91器的简单结构模型，进行挠度分析。结构单元选择8节点2．2信号调理电路Solid45单元，薄膜材料参数与传感器结构尺寸如表l所示。前人大量的脉象频谱分析得出结论：脉象信号频谱表1PVC薄膜材料参数与传感器结构尺寸能量主要集中在10Hz以下，而且非常微弱，有用信号有可Tab1ParametersofPVCandstructuresizeofsensor能被50Hz工频信号覆盖，为了避免工频干扰，信号频率上限取40Hz，频率下限取0．5Hz，只要针对0．2Hz的呼吸波干扰，因此，电路

8、主要是调理检III!I的0．5-40Hz的微弱信号。采用FiherPro软件设计的二阶巴特沃斯低通和高通滤图2是在薄膜表面施加面压力为40kPa时薄膜