了专有的自动校准技术，同时提供极低的失调电压和随时间和温度接近于零的漂移。这些小型，高精度，低静态电流放大器在100mV共模信号的范围内具有极高的输入阻抗，其轨对轨输出时仅有50mV电压的摆动幅度，它可用于单电源或双电源低至+1.8V( ±0.9V)和高达+5.5V( ±2.75V) APA333系列运算放大器提供出色的共模抑制比避免了传统补偿输入级常见的交越。这种卓越的设计使其在驱动模拟数字转换器时具有超尚的性能。
[0035]压力传感器提取的信号包括血压信号、脉搏信号、及其它杂波信号等，但是我们的最终目的是提取有用的血压信号及脉搏信号，为了提取有用信号，我们必须使用滤波器进行滤波，由于血压信号主要分布在0.1HZ到38Hz，其中绝大多数的有用信号分布在0.5Hz到10Hz之间。所以必须采用低通及高通两级滤波器进行滤波。低通滤波器主要用来滤除高频干扰信号及放气过程中产生的斜坡信号，整个信号通过低通滤波器滤波后获取的是静压力信号，随后信号送高通滤波器进行滤波处理，高通滤波器主要用来滤除袖带静压力信号，从而获取袖带内压力变化信号。通过改变滤波电路的电容及电阻的参数值可以改变滤波电路的滤波效果，鉴于此，在滤波电路设计的过程中，各电子元器件的参数值的选取是很重要的。
[0036]压力传感器采用的是飞思卡尔半导体公司MPXM2053GS型压力传感器。MPXM2053GS为硅材料压阻式压力传感器，该芯片提供一个高精度的线性差分输出电压，该电压与施加于其上的压力大小成正比关系，除此之外该芯片还具有激光微调精确跨度调节，失调校准和温度补偿等功能，是一款为无创血压测量量身打造的压力传感器芯片。其压力测量范围为OkPa到50kPaS卩OmmHg到375mmHg,其灵敏度为0.8mV/kPa。该芯片最大供电压为16V，在10V供电时具有最佳线性度。
[0037]图7中，一阶低通滤波器的上限截止频率为f=l/4JiR2(C7+C12/2)=33HZ，放大倍数A=(5+R1/200K)=6，将差分血压信号变为单端信号。
[0038]血压信号经仪表放大器进行差分放大之后变为单端信号，由于此时交直流信号中夹杂的噪声仍然较多，而且信号幅值仍然非常小而不利于AD采集，故需要对其进一步进行滤波和放大。图8中，放大倍数为A = -R12/R4//R = -20，其低通滤波电路上限截止频率为f =1/2jtR12*C13 = 4.83HZ。经过放大之后，此时得到的输出信号幅值较为适中，故此时将信号送入AD转换器通道1进行采集，AD转换后经过数据换算(压力传感器差分输出lmv电压变化对应9.375mmHg血压压力变化)可得到袖带内的实时静压力。
[0039]获得袖带内静压力只是第一步，更为重要的是要获得袖带放气过程中人体血压从被阻断到恢复血流的过程中血管的压力波形。图9中的输入信号中既有直流信号又有交流信号，故此时需加高通滤波器将直流信号滤除。该一阶高通滤波器截止频率为f=l/2Ji*R6*C8 = 0.78HZ(3U2实际上为电压跟随器，目的是为了增大后级运放的输入阻抗，减小后级交流放大电路对前级放大电路的影响。
[0040]图10中，Voutl进来之后再次经过0.78Hz低通滤波器，进一步净化交流信号。Pulse_ADC输出的为纯模拟信号，实验过程中测得如果直接将其连接到AD转换器会对AD原来的信号产生很严重的干扰，因此需在其输出端加一个RC电路进行滤波，图中加了一个10k的电阻和104的电容进行滤波。
[0041]STM32系列处理器基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，为32位处理器。按性能分成两个不同的系列:STM32F103 “增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；本实用新型中使用到的64脚STM32F103RBT6内部资源非常丰富，其时钟主频为72MHz，具有128K字节Flash，20K字节SRAM，2个自带12位精度具有16通道的AD转换器，3个通用定时器，1个高级定时器，3个UART口，2个SPI接口，2个I2C接口，1个USB接口和一个CAN无线控制局域网接口。其功能十分强大，性价比相当高。更为重要的是，STM32下载程序十分方便，他支持串口，SWD、JTAG多种程序下载方式，无需购买昂贵的编程器，即可轻松进行开发。
[0042]本实用新型将人体袖带裹在人的上臂，通过气栗、压力传感器来实现血压信号的采集，采集的信号通过检测控制装置进行数据处理分析、显示、储存，实现一键式血压测量。本实用新型在实际使用时，用户通过对按键的操作来控制气栗充气或者是停止充气，压力传感器采集到的信号被单片机读取，然后在程序的控制作用下，来处理血压信号，进行计算并通过TFTIXD来显示血压值。
[0043]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种高精度臂式电子血压计，其特征在于，包括人体袖带和检测控制装置，所述人体袖带上设有压力传感器，人体袖带和检测控制装置通过气管相连接;所述检测控制装置包括气栗、单片机模块、电源模块、液晶显示模块、低通滤波模块、放大器模块和高通滤波模块，所述压力传感器采集的信号依次经低通滤波模块、放大器模块一、高通滤波模块、放大器模块二处理后，通过AD通道输入给单片机模块处理，并通过液晶显示模块显示，所述气栗通过放气电池阀连接单片机模块，所述电源模块给整个装置供电。2.根据权利要求1所述的一种高精度臂式电子血压计，其特征在于，所述单片机模块包括STM32F103RBT6单片机最小系统、上电复位电路和晶振电路。3.根据权利要求1所述的一种高精度臂式电子血压计，其特征在于，所述压力传感器采用MPXM2053GS型压力传感器。4.根据权利要求1所述的一种高精度臂式电子血压计，其特征在于，所述放大器模块一为仪表放大器INA122，放大器模块二为运算放大器0PA333。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高精度臂式电子血压计，包括人体袖带和检测控制装置，所述人体袖带上设有压力传感器，人体袖带和检测控制装置通过气管相连接；所述检测控制装置包括气泵、单片机模块、电源模块、液晶显示模块、低通滤波模块、放大器模块和高通滤波模块，所述压力传感器采集的信号依次经低通滤波模块、放大器模块、高通滤波模块、放大器模块处理后，通过AD通道输入给单片机模块处理，并通过液晶显示模块显示，所述气泵通过放气电池阀连接单片机模块，所述电源模块给整个装置供电。本实用新型能够实现对人体生理血压进行一键式电子测量，方便快捷，同时采用双放大器以及低通、高通两级滤波器进行滤波，减少了干扰信号，提高了检测精度。
【IPC分类】A61B5/0225
【公开号】CN205107656
【申请号】CN201520838565
【发明人】叶华山, 郑敏, 龚惠红, 王邦辉
【申请人】湖北科技学院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月27日