医药学医学毕业论文 位置传感器在心电图机中的应用

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：医药学医学论文题目：位置传感器在心电图机中的应用指导老师：XXX二〇一一年十二月十日摘要：心电图机是医学院校医疗专业最常用的医用电子仪器之一。为了使医学生对心电图机有更进一步的了解，本文重点就位置传感器及其在心电图机中的应用进行详细地阐述，诚望有所裨益。关键词：位置传感器；原理；应用；故障；检修传感器在人体参数测量过程中起能量变换作用，因此也称换能器。在生物医学测量中，需要测定各种力学量（距离、位移、力、扭转、速度、加速度、压力等），由于这些力学量都与位移有一定

2、的关系，因此通常先将各种力学量通过一次变换器变换成位转量。位移的测量方法很多，诸如光学测量法、超声法、辐射成像法。由于价格昂贵，通常采用电参数传感器，如电阻式、电容式和电感式等。电参数传感器能将位移的变化变换成相应的电参数（电阻、电容、电感）的变化，再通过检测电路变换成电信号的幅度或频率的变化，以达到测量人体参数之目的。1位置传感器1.1“差动变压器”式位置检测器差动变压器原理图如图1所示。它包含初级线圈和次级线圈两部分。初级线圈接入几百KHz交流信号电压作信号激励用，次级线圈由两个结构、尺寸和参数相同的两个线圈反相串接而成。也

3、就是说差动变压器是由一组相对于固定位置的次级线圈而可以移动的初级线圈和两组固定位置的次级线圈组成。它是利用初级线圈作直线移动，以改变初次级线圈的互感的互感量（初次级之间是通过空间耦合）来达到两个次级线圈电压的差值与初级线圈作距离线性关系的。差动变压器的工作原理是：在初级线圈L0中加入一定的交流激励电压E时，在次级线圈L1和L2中将分别感应出交流信号V1和V2。当L0和L1、L2之间等距时，将在次级L1、L2感应出大小相等相位相同的电压信号，输出为零。当L0和移动到L1附近（远离L２时），L1上上感应到的交流信号V1V2。反之V２

4、V1。总之，当L0产生位移时，两个次级线圈L1、L2的感应电势就不相等，一个增加伴随另一个减少，因此，差动变压器便产生差动电压输出，输出电压的大小与相位取决于位移的大小与位移的方向。该系统与传统的盘香弹簧机械式记录系统比较，其优点是：无噪音，寿命极长，无接触，分辨率小，力矩小，频响和灵敏度高，可靠性好，小型轻量。而且还克服了传统的检流计笔描记录器为提高时间精度采取了各种直线补偿联动机械，其转动惯量和摩擦阻力的增加又导致了固有频率降低，回零滞后增大等缺点，同时也克服了采用增加扭转部件刚度解决上述缺点，从而又带来偏转所需的线圈电流电

5、压会随之增大，甚至超出驱动放大器输出能力和记录器结构功耗能力允许的弱点。缺点是：差动变压器位置检测器的初级线圈需要激励信号，电路中增设了高频信号电压产生电路和检波电路等。该传感器应用在国产的XDH—3B型心电图机中，现已淘汰。1.2“电磁传感式”位置传感器电磁传感式位置传感器由初级线圈和次级线圈组成，次级线圈有上下两个绕组。与差动式位置传感器的结构大致相似，工作原理基本相同。所不同的是初级线圈接收高频交流信号电压是10KHz，初次级线圈之间装有一个带有螺纹的磁芯。该传感器应用在ECG—5403型心电图机中，已淘汰。1.3“同轴电

6、位器”式位置检测器“同轴电位器”式位置检测器原理图请参看笔者编著的《中外心电图机实用技术》一书P164图5—61。该位置检测器是采用了与记录线圈同轴转动的固态性电位器结构，其工作原理是当固态线性电位器随记录线圈同轴转动时，R01和R02的阻值也在变化：线性电位器中心臂在中产位置时，R01=R02，此时V0＝；线性电位器中心臂在上面位置时，R01R02,此时V0；线性电位器中心臂在下面位置时，R01R02，，此时V0。也就是说它是利用电位器中心臂与记录器线圈同轴移动，在不同的位置时R0不同的原理，以达到检测记录器不同位置时的相应反

7、馈电压之目的。该传感器应用在进口心电图机中。1.3“磁敏电阻”式检测器“磁敏电阻”式检测器原理图请参看笔者编著的《中外心电图机实用技术》一书P151图5—54。当磁铁在磁敏电阻上、下移动时，R磁1和R磁2的阻值也相应变化：磁铁在中间位置时，此时V0=；磁铁在上面位置时，R磁1R磁2此时V0；磁铁在下面位置时，R磁1R磁2，此时V0。总之，它是得用磁铁与记录器线圈同轴转动。使磁铁在磁敏电阻上、下移动时，R磁不同的原理，从而达到检测记录器不同位置时的相应反馈电压之目的。该传感器已广泛应用于现代心电图机之中。2磁敏传感器在心电图机中的

8、应用该系统主要由笔马达，位置传感器和主放大电路组成。为了便于读者的理解，以国产ECG—11A型心电图机为例进行阐述。2.1磁敏电阻式位置反馈记录器磁敏电阻式位置反馈记录器主要由一个小磁铁和两个磁敏电阻组成。主要特点是无噪音，寿命极长，无接触，分辨率极小，力矩极小