高精度体内压力监测仪制造技术

本发明专利技术公开了高精度体内压力监测仪，涉及医疗卫生领域；包括前置放大和处理单元，所述前置放大和处理单元包括压力传感器、前置放大器、模数转换器、直流电压电源和参考电阻Rf；所述压力传感器为压阻桥式传感器，压力传感器的信号输出端连接到所述前置放大器的信号输入端；所述前置放大器的信号输出端连接到所述模数转换器的信号输入端；所述参考电阻Rf与所述压力传感器串联，参考电阻Rf的分压用于作为模数转换器的参考电压；所述直流电源电压同时给压力传感器与所述参考电阻Rf的串联电路及前置放大器供电；采用本发明专利技术的技术方案，在使用常规的激励电源和半导体材料压力传感器的条件下，能消除各种误差和温度漂移，实现高精度测量。

【技术实现步骤摘要】
高精度体内压力监测仪〖
〗本专利技术涉及医疗卫生领域，特别是涉及一种高精度体内压力监测仪。〖
技术介绍
〗生命体内的血液、组织和体液等都有一定压力，比如血压、颅内压、椎管内压力、膀胱压力、子宫压力等。体内压力监测分为无创和有创两种方式。有创方式又称为直接测量法，是通过与测量部位建立直接通道，使用压力传感器获得压力信号。有创方式因其更加准确可靠而在临床上被普遍认定为是金标准。直接测量法所使用的传感器可分为光纤传感器和压阻桥式传感器。光纤传感器，虽然测量准确，但是它制造复杂，成本昂贵，使用不便，在监测压力的同时不能兼顾引流、灌注等治疗功能。目前临床上主要使用压阻桥式传感器，而且因空间体积和成本所限，压阻桥式传感器的材料几乎都是半导体材料的。半导体材料的压阻桥式传感器有个最大的问题就是，因环境温度变化而有非常明显的温度漂移。另外，构成整个电路的其他电子元件也存在因环境温度变化而有温度漂移。解释如下。对于压阻桥式传感器，在激励电压为U，压力导致的电阻应变量为ΔR，桥臂电阻为R的条件下，根据压阻电桥公式，输出信号电压Vout为可见，要想使输出信号电压Vout与电阻应变量ΔR成线性比例关系，则要求激励电压U和桥臂电阻R都恒定不变，或者它们二者的比率恒定不变。如果要激励电压恒定不变，则要配置有高精度和低温度漂移的稳压电源。这样的稳压电源设计较复杂，成本也不低，而且精度也不易做得太高。如果要桥臂电阻恒定不变，则要求压力传感器的桥臂电阻是高精度和高稳定度的，这就更难了。半导体材料的压阻桥式传感器的每个桥臂电阻都会发生变化，每个桥臂电阻随的变化程度都不一致，最终导致有非常明显的温度漂移。如果要激励电压和桥臂电阻的比率恒定不变，可采用恒流源电路。但是恒流源电路还得要有稳压电源作为基准。高精度和低温度漂移的稳压电源设计较复杂，成本也不低，而且精度也不易做得太高。〖
技术实现思路
〗基于现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高精度体内压力监测仪，该监测仪在使用常规的激励电源和常规的半导体材料压力传感器的条件下，就能够实现高精度测量。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：高精度体内压力监测仪，其特征在于包括前置放大和处理单元，所述前置放大和处理单元包括压力传感器、前置放大器、模数转换器、直流电压电源和参考电阻Rf；所述压力传感器为压阻桥式传感器，所述压阻桥式传感器的信号输出端连接到所述前置放大器的信号输入端，所述压力传感器用于将监测到的压力信号转换为电信号，所述前置放大器的信号输出端连接到所述模数转换器的信号输入端，所述前置放大器用于将压力传感器输出的电信号放大；所述参考电阻Rf与所述压力传感器串联，所述参考电阻Rf的分压用于作为模数转换器的参考电压，与所述模数转换器的两个参考电压输入端相连；所述直流电源电压连接所述压力传感器与所述参考电阻Rf的串联回路两端以及前置放大器的电源输入端，所述直流电源电压同时给所述压力传感器与所述参考电阻Rf的串联电路及所述前置放大器供电。进一步地，所述参考电阻Rf两端的电压，经过放大或者缩小后连接到所述模数转换器的两个参考电压输入端。进一步地，所述参考电阻Rf串联在所述压力传感器的负向激励端，所述参考电阻Rf一端接地，另外一端连接压力传感器的负向激励端。进一步地，所述前置放大器还包括一个比例分压电路，所述比例分压电路经阻抗变换驱动后作为所述前置放大器的共模电压，前置放大器的共模电压等于或者接近所述压力传感器的共模电压。进一步地，所述参考电阻Rf的阻抗值小于或等于所述压力传感器的等效阻抗5％。进一步地，所述压力传感器为压阻桥式传感器串联一个匹配电阻。进一步地，还包括中央处理器、按键操作单元、输入输出接口以及显示单元；所述中央处理器具有多个输出端、输入端以及输出输入端；所述模数转换器的输出端以及按键操作单元连接分别连接到所述中央处理器的一个输入端，所述显示单元连接到所述中央处理器的一个输出端；所述输出输入接口连接到所述中央处理器的一个输出输入端。进一步地，所述前置放大器和模数转换器为集成的芯片。进一步地，所述中央处理器为一个集成了所述前置放大器、所述模数转换器以及所述直流电压电源的专用芯片。进一步地，所述专用芯片为混合信号处理器。进一步地，所述直流电压电源集成到所述中央处理器或者所述前置放大器或者所述模数转换器中。本专利技术的有益效果是，使用同一个电压电源同时给压力传感器和前置放大器供电，可以消除电源电压波动造成的偏差；避免了电压调整率带来的较大误差。通过在前置放大器内部设置比例分压电路使前置放大器的共模电压接近压力传感器的共模电压，消除了传感器共模电压造成的失调偏差；通过将参考电阻Rf的分压做为模数转换器的参考电压，避免了桥臂电阻变化而造成的灵敏度偏差以及电源电压变化而造成的灵敏度偏差。参考电阻Rf取较小的值，这样就保证了对于压力传感器的互换性。本专利技术所提供的体压监测仪使用常规电子元件就能够实现高精度测量。〖附图说明〗图1是本专利技术实施例提供的高精度压力监测仪的整体结构框图。图2是本专利技术实施例提供的前置放大和处理单元的结构框图。图3是本专利技术实施例提供的前置放大和处理单元的电路图。〖具体实施方式〗为了更加清楚地理解本专利技术的技术方案，以下结合附图与具体实施例对本专利技术作进一步说明：如图1～2所示，一种高精度体内压力监测仪，包括前置放大和处理单元、中央处理器、按键操作单元、输入输出接口以及显示单元；所述前置放大和处理单元包括压力传感器、前置放大器、模数转换器、直流电压电源和参考电阻Rf；所述中央处理器具有多个输出端、输入端以及输出输入端；所述模数转换器的输出端以及按键操作单元连接分别连接到所述中央处理器的一个输入端，所述显示单元连接到所述中央处理器的一个输出端；所述输出输入接口连接到所述中央处理器的一个输出输入端。所述压力传感器为压阻桥式传感器串联一个匹配电阻；所述压阻桥式传感器的输出端连接到所述前置放大器的信号输入端，所述压力传感器用于将监测到的压力信号转换为电信号；所述前置放大器的信号输出端连接到所述模数转换器的信号输入端，所述前置放大器用于将压力传感器输出的电信号放大；所述参考电阻Rf串联在所述压力传感器的负向激励端，参考电阻Rf一端接地，另外一端连接压力传感器的负向激励端；所述参考电阻Rf的分压可以经放大或者缩小或者直接用于作为模数转换器的参考电压，与所述模数转换器的参考电压的两个输入端相连；参考电阻Rf的取值要远小于压力传感器的等效输入阻抗，一般宜在5％以下。在这种条件下，当更换使用另一个输入阻抗的压力传感器时，总体灵敏度可以看作维持不变。这样就保证了对于压力传感器的互换性。所述直流电源电压连接所述压力传感器与所述参考电阻Rf的串联回路两端以及前置放大器的电源输入端，所述直流电源电压同时给所述压力传感器与所述参考电阻Rf的串联电路及所述前置放大器供电。因为是使用同一个电压电源同时给压力传感器和前置放大器供电，可以消除电源电压波动造成的偏差。不存在电压调整率带来的较大误差。如图3所示，本实施例中采用的中央处理器实际上是集成了前置放大器、模数转换器、和直流电压电源等的专用芯片ASIC。压力传感器为压阻桥式传感器串联一个匹配电阻。压阻桥式传感器的正输出端连接ASIC的正向模拟输入脚AINP，负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高精度体内压力监测仪，其特征在于，包括前置放大和处理单元，所述前置放大和处理单元包括压力传感器、前置放大器、模数转换器、直流电压电源和参考电阻Rf；所述压力传感器为压阻桥式传感器；所述压阻桥式传感器的信号输出端连接到所述前置放大器的信号输入端；所述前置放大器的信号输出端连接到所述模数转换器的信号输入端；所述参考电阻Rf与所述压力传感器串联，所述参考电阻Rf的分压用于作为模数转换器的参考电压，与所述模数转换器的参考电压输入端相连；所述直流电源电压连接所述压力传感器与所述参考电阻Rf的串联回路两端以及前置放大器的电源输入端，所述直流电源电压同时给所述压力传感器与所述参考电阻Rf的串联电路及所述前置放大器供电。

【技术特征摘要】
1.高精度体内压力监测仪，其特征在于，包括前置放大和处理单元，所述前置放大和处理单元包括压力传感器、前置放大器、模数转换器、直流电压电源和参考电阻Rf；所述压力传感器为压阻桥式传感器；所述压阻桥式传感器的信号输出端连接到所述前置放大器的信号输入端；所述前置放大器的信号输出端连接到所述模数转换器的信号输入端；所述参考电阻Rf与所述压力传感器串联，所述参考电阻Rf的分压用于作为模数转换器的参考电压，与所述模数转换器的参考电压输入端相连；所述直流电源电压连接所述压力传感器与所述参考电阻Rf的串联回路两端以及前置放大器的电源输入端，所述直流电源电压同时给所述压力传感器与所述参考电阻Rf的串联电路及所述前置放大器供电。2.如权利要求1所述的高精度体内压力监测仪，其特征在于：所述参考电阻Rf两端的电压，经过放大或者缩小后连接到所述模数转换器的两个参考电压输入端。3.如权利要求1所述的高精度体内压力监测仪，其特征在于：所述参考电阻Rf串联在所述压力传感器的负向激励端，所述参考电阻Rf一端接地，另外一端连接压力传感器的负向激励端。4.如权利要求1所述的高精度体内压力监测仪，其特征在于：所述前置放大器还包括一个比例分压电路，所述比例分压电路经阻抗变换驱动后作为所述前置放大器的共模电压，前置放大器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林竹，
申请(专利权)人：珠海亚特兰生命工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44