現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器與設(shè)備課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)doc(編輯修改稿)
2025-08-14 11:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 試者在血壓手腕帶正確固定好后，點(diǎn)擊“測(cè)試” 按鈕，血壓測(cè)試開(kāi)始，此時(shí)USB指示燈熄滅，測(cè)試者等待USB指示燈重新點(diǎn)亮?xí)r，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)”按鈕，讀取血壓的測(cè)試值。顯示如下：圖 若計(jì)算機(jī)提示“血壓測(cè)試失敗，請(qǐng)檢查后重新測(cè)試”， 將袖帶固定于腕關(guān)節(jié)部位后重復(fù)步驟7。右上角為信號(hào)產(chǎn)生電路，可產(chǎn)生50Hz左右的方波、正弦波、三角波，用示波器觀察PA,PB,PC信號(hào)連接孔，可看到相應(yīng)波形，調(diào)整RW20,RW22,RW23對(duì)其幅度有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，將所有連線除去。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三 呼吸參數(shù)功能測(cè)量模塊實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諢o(wú)創(chuàng)檢測(cè)肺功能參數(shù)的電路實(shí)現(xiàn)原理和設(shè)計(jì)方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解肺功能參數(shù)的定義及其臨床意義。掌握肺功能傳感器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容肺功能傳感器獲取的信號(hào)經(jīng)放大調(diào)整后，進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，波形圖可在PC機(jī)上顯示，同時(shí)PC機(jī)對(duì)波形處理后得出相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)。三、 實(shí)驗(yàn)原理圖 肺功能參數(shù)測(cè)試電路原理圖 輸出信號(hào)(直流電位未抬高) 輸出信號(hào)(直流電位已抬高)肺功能檢查通常分為三類：成像類、生化類和動(dòng)力學(xué)肺功能參數(shù)測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)采用第三類測(cè)量方法，以呼吸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理測(cè)量有關(guān)肺功能參數(shù)，如呼氣肺活量、用力肺活量等，綜合評(píng)估這些參數(shù)，能有效反映肺臟、氣管、支氣管等呼吸道器官的狀態(tài)及其調(diào)節(jié)功能。肺功能測(cè)試傳感器采用差壓式孔板流量傳感器,氣流通過(guò)孔板在孔板兩端形成的壓力差反映了氣流流量的大小,通過(guò)傳感器的氣流流速不同,其輸出電壓信號(hào)不同，傳感器腔的直徑為20mm，中間小擋氣流孔的直徑為12mm。設(shè)氣流流速為I(單位L/MIN)，輸出信號(hào)為Vin(單位mv),根據(jù)標(biāo)定結(jié)果得到如下擬合曲線。1) 當(dāng)Vin=0(mv), 式 2) 當(dāng)Vin=0(mv), 式 人在吹吸氣過(guò)程中，通過(guò)傳感器獲得與氣流信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓跟隨器U28以后進(jìn)入放大電路，作為傳感器與放大電路之間的緩沖與阻抗匹配。電壓跟隨器的突出優(yōu)點(diǎn)是具有極高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗。U29將傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大； U29/A第一級(jí)輸出為：FVa=(RW7/R83)(VIN+ VIN)； 式 U29/B第二級(jí)輸出為: FVb= FVa(1+RW8/R87+RW8/R88)+RW85/R87 式 式中RW85/R87為上拉電壓。呼吸氣時(shí)，傳感器輸出信號(hào)有正負(fù)，需要將基準(zhǔn)電位抬高，以避免出現(xiàn)負(fù)信號(hào)送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的情況出現(xiàn)。如上所述，U29的輸出信號(hào)FVb實(shí)際上表示的是氣體流量參數(shù)I，經(jīng)MCS51單片機(jī)處理后，測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)USB口傳到PC機(jī)，PC機(jī)將氣體流量參數(shù)、流速參數(shù)代入一系列的積分公式，計(jì)算出若干項(xiàng)表征肺功能的參數(shù)，參數(shù)的具體含義見(jiàn)肺功能測(cè)試結(jié)果的注釋。肺功能參數(shù)計(jì)算公式：找出波形特征點(diǎn)：a、b、c、d、e、f flowdata：采樣值轉(zhuǎn)換后的流量值，公式中的常數(shù)k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)最大肺活量= 式 用力肺活量= 式 最大呼氣流量=|flowdata(e點(diǎn)X軸)| 式 最大呼氣中段流量= k *用力肺活量 式 四、實(shí)驗(yàn)步驟 ： 肺功能參數(shù)測(cè)試電路布局圖用連接線將主板和模板相連，連接方法是：將連接線兩頭的插頭分別對(duì)應(yīng)的插到主板和模板的插座上，主板插座與其相同：、 肺功能模塊插座示意圖依照原理圖將電阻用插線連接。各由三個(gè)電阻構(gòu)成的“R83～ R88組”分別與電路中R83～R88相對(duì)應(yīng)， 可從3個(gè)不同阻值的電阻中選擇一個(gè)作為R83～R88,以R83為例說(shuō)明其連接方法，其余與R83類似。如下圖所示：圖 R83示意圖上面一個(gè)插孔有三條虛線分別與下端三個(gè)插孔相連，其下端所指向的3個(gè)插孔是3個(gè)不同的電阻選擇。例如，如果將下端3個(gè)插孔的中間一個(gè)與上端插孔相連，建議選擇阻值如下：RR83R84 R85 R86 R87 R88 阻值 100K15K180K 15K表 放大倍數(shù)調(diào)整。測(cè)量RW7阻值應(yīng)為92～96K，如果偏離，則調(diào)整RW7。調(diào)整方法是，在不接線的情況下，測(cè)量連接孔2和3之間電阻，調(diào)整電位器RW7，使其電阻達(dá)到目標(biāo)值，測(cè)好以后用插線將用虛線相連的兩個(gè)連接孔1和2連起來(lái)。如下圖所示：圖 放大倍數(shù)調(diào)整電位器示意圖測(cè)量RW8阻值應(yīng)為6K左右，如果偏離，調(diào)整RW8。調(diào)整方法與RW7相同。如下圖所示：圖 基準(zhǔn)電位調(diào)整電位器示意圖 不接肺功能傳感器，將主板右側(cè)信號(hào)源引入本模板，可引入的信號(hào)有：PA(正弦波),PB(三角波),PC(方波),通過(guò)調(diào)整RW23,RW22,RW20來(lái)改變信號(hào)源的峰峰值,一般為20～30mV(出廠時(shí)已調(diào)好)，用此信號(hào)源代替?zhèn)鞲衅鞯妮斎胄盘?hào)，正端用插線接入Vin+連接孔，負(fù)端(GND)接入Vin連接孔。用示波器觀察輸出信號(hào)Fvb，～。也可使用外部信號(hào)源。使用信號(hào)源的目的主要是測(cè)試電路的放大功能，由于電路結(jié)構(gòu)不同，使用信號(hào)源時(shí)，輸出與輸入波形比較可能會(huì)不同。去除信號(hào)源，接肺功能測(cè)試傳感器，用紙咬嘴套在傳感器吹嘴上，用嘴對(duì)著傳感
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