电子脉冲文档1

25 第4章系统调试及实验结果 4.1系统调试 4.1.1体温信号获取及放大 体温信号采集硬件电路将反映温度值的Pt100的阻值转换为电压值，经差分放大后送入单片机进行A/D转换，本部分实验主要是验证在不同电阻输入情况下，放大倍数是否和理论值相符且保持一致。 由图2-9体温测量电路可知：放大倍数： 用已知阻值的电阻模拟不同温度下铂电阻的阻值，测量其输入到单片机的电压，计算不同阻值下的电压值，标定出差动放大电路的放大倍数A。由表4-1可知，放大倍数A和理论值符合率较好。将模拟信号送入单片机A/D转换后液晶显示的数值和理论值相差不大于±0.2℃。表4-1不同电阻值对应的各点输出 4.1.2

液晶显示和按键调试 液晶显示包括固定汉字显示和变量显示两部分。固定汉字包括：“模式”、“脉搏”、“体温”和“强度”，而变量包括所选择的模式为“治疗”，测得的脉搏次数和体温值，还有选用的强度值。调节背光亮度和显示对比度，使视觉果达到较好。然后测试液晶显示的内容和位置是否和所设置的相符，并作适当修改使布局更为合理。应的按键，看显示的内容是否相应的改变，给体温值和脉搏次数在程序中赋值，检测液晶显示的数字是否正确。

26 4.1.3低频电子脉冲输出调试 开机后观测输出是否为强度为2，催眠模式下频率固定为0.5Hz的方波。然后测试按下模式选择键，模式是否做相应的改变。按下增强键观测其脉宽是否为相应强度下设定的值，当强度增强到6时则不再继续增强，减弱键减弱到强度为1则不再减弱。经过多次实验，输出波形比较稳定，效果理想。 4.2实验结果及分析： 本系统有改善睡眠，测量脉搏值和体温值的功能。就这三项功能我们了简单的实验，实验结果比较理想。。 4.2.1改善睡眠的效果 电子睡眠仪改善睡眠功能的使用方法：在睡前先使用治疗模式一次15分钟，使用催眠模式15分钟，也可以根据个人情况调整（如两次都使用催眠模式或都使用治疗模式）。将电极部位接触耳部正面的神门穴或皮质下穴位处，开机后可以用模式选择键选择需要的模式，调节增强/减弱键到适当的强度，穴位处有弱针刺感为佳。使用本电子睡眠仪，应全身放松，取平卧位最佳，治疗时不要做任何事情，治疗完毕后，摘下耳夹，不做其他活动，进入准睡眠状态。随着失眠症状的好转，可减少使用次数。 4.2.2脉搏检测结果与实际值比对 将本仪器测得的脉搏值与传统的触摸手腕处脉搏搏动定时计数的方法得的参考值相比较，得到表4-2： 表4-2本仪器测得脉搏次数和参考值对比表 由上表数据可以看出，脉搏测量误差不大于3%，比较符合要求。 4.2.3体温检测值与实际值比对 体温测量实验时，选择正常男女各3人，发热患者3人（男2人，女1人），分别用本仪器和水银体温计测量，测量数据如表4-3所示： 表4-3本仪器测得体温值和参考值对比表

27 由表4-3可知，本仪器所测的值上升速度快，在30s时达到最高值，说明与水银 体温计有同样的准确性和稳定性，且测量速度快。测量体温的结果比较理想，基本能够如实反映人体温度，精度符合要求。 4.3误差来源分析 为了提高仪器的测量准确度，必须分析仪器本身的误差来源，以便进一步改善仪器的性能。通过对仪器本身的分析，该仪器主要包括脉搏次数和体温值测量的误差。 4.3.1脉搏次数误差分析 因为单片机PIC16F877A的RB4口为TTL电平输入，其高电平为3.6V，所以只有高于3.6V的脉搏脉冲单片机才对其计数。由于人的脉搏跳动强弱不同且容易受环境干扰，若某次脉搏幅值偏低，未被单片机采集到，或某次副波幅值过高，单片机进行了误采集，都会引起一定的误差，但只要采集过程中按照要求操作，这种情况发生的几率不大。进行测试时应全身放松，尽量不做任何移动，

将压电陶瓷片平稳的放于手腕脉搏跳动最强处，就可以最大程度的减小误差。软件程序中设置采集人体脉搏的时间为30s，液晶显示的结果为测得的30s内的次数乘2，所以结果只有偶数，这也引起了一定的误差。。 4.3.2体温值误差分析 (1)铂电阻误差： (2)恒流源电路的波动及差动放大电路不平衡 (3)A/D转换误差 (4)数据处理误差

28 结论 本课题主要工作是制作一台完整的电子睡眠仪。电子睡眠仪系统的设计包括其前向通道，后向通道及人机接口的设计。前向通道实时采集人体体温和脉搏信号，辅助提示人体的健康状况，后向通道发送低频电子脉冲信号至人体，达到促进睡眠的功能，人机接口部分包括按键和液晶模块，按键供使用者选择治疗的模式和强度，液晶显示体温值，脉搏次数，模式和强度。经过本人一年多时间的努力，仪器已经研制成功，具有如下功能： (1)提供催眠和治疗两种模式供用户自主选择，并可以随时切换模式和改变脉冲的强度； (2)实时采集人体脉搏和体温信号并用液晶显示其数值； (3)实现定时功能，30分钟定时时间到自动关机。 目前本电子睡眠仪系统的基本框架搭建已完成，但是距离成品的制作和临床应用还有很大差距。本仪器还有许多需要改进的地方： (1)Pt100温度传感器外形需改进，使之适合很好的接触人体测温点； (2)压力传感器采用压电陶瓷片主要是因为其价格低，使用简单。但其质地较硬，且容易受干扰，PVDF薄膜比较柔软，且响应率灵敏度高，可以更好的采集脉搏信号； (3)为求轻便，方便携带，仪器要尽量小型化，可以考虑采用电池供电方法，这就要求合理选择元器件，尽可能采用贴片式，功耗低的元器件； (4)本仪器可以采集并显示人体的脉搏次数和体温，但没有报警功能。总之，我国的医疗仪器还处在一个发展阶段，我国有着庞大的医疗仪器消费市场，电子睡眠仪系统的成功研制和生产有着十分重要的社会价值和市场价值。