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了解气体压力传感器,组装数字式压力表

更新日期:2020-01-05 23:47人气:

了解气体压力传感器,组装数字式压力表属于京仪压力表厂家新闻动态信息。

理解气体压力传感器,组装数字压力表,用数字压力表验证boyle法则。 了解人体心率、血压的测量原理,应用血压阻力脉搏传感器测量脉搏波形、心率,应用组装的数字压力表以科里奥利式测量人体血压。 用慢扫描长晚霞示波器观察人体脉搏,分析心脏跳动情况,估算心率、血压等参数。

实验原理:

压力(压力)是非电量的物理量,可以用模拟式气体压力表测量,也可以用压力传感器将压力转换为电量,用数字电压计测量并监视。 本实验中使用的气体压力传感器为MPS3100,其为由压电电阻元件构成的桥,其电路图如下所示

向气体压力传感器施加+5V的工作电压,如果气体压力范围为0-40kPa,则根据气体压力的变化输出0-75mV (标准值)的电压,以40kPa输出40mV(min )的100mV(max )。 由于制造技术的关系,当传感器为0kPa时,其输出不为零(标准±; 25mV )因此,1、6脚可串联连接小电阻进行调整。 MPS3100传感器的线性度非常优异(标准值为0.3%F.S.)。

1 .理想气体法则气体的状态可以由体积v、压力p、温度t这三个量来确定。 在通常的大气环境(气压不太大,温度不太低)下,气体可视为理想的气体,理想的气体遵守以下法则: (1)玻尔法则:对于一定量的气体,假定气体的温度t不变,其压力p和体积v的乘积为一定的C1。 = =… … = = C1 (1)(2)气体法则:某一定量的气体的压力与气体的体积v的积除以自己的热力学温度t得到的常数C2,即= =… … = = C2 (2)

2 .心率和血压的测量

人体心率、血压是人类重要的生理参数,心率、脉搏波形和血压高低是判断人体健康的重要依据。 因此,测量人体心率、血压是医学院学生必须掌握的重要内容。

(1)心率、脉搏波和测量:心脏跳动频率称为心率(次/分),心脏在周期性波动中压迫血管引起动脉管壁弹性变形,血管测量该应力波为脉搏波。 心脏通过动脉血管、毛细血管向全身供给血液,所以离心脏越近脉搏波的强度越大,相反。 在脉搏波zui较强的血管中,可以用手指在体外感知脉搏波。 随着电子技术和计算机技术的发展,脉搏测量不再局限于传统的人工测量法和听诊器测量法。 利用压电电阻传感器检测脉搏波信号,采用单片机技术进行数据处理,实现智能脉搏波测试,同时观察示波器检测到的脉搏波,通过比较脉搏波波形可以进行心脏健康诊断。 该技术既具有先进性、实用性和稳定性,又是生物医学工程领域的发展方向。 脉搏波( PPG )不仅是脉搏波频率参数,还有间接的血压、血氧饱和度等参数,因此观察脉搏波在医学诊断中非常重要。

(2)血压和测量:人体血压是指动脉血管中脉动的血流在血管壁上产生的一侧与血管壁垂直的压力。 与主动脉血管管壁垂直的压力峰值为收缩压,谷值为扩张压。 血压是反映心血管系统状态的重要生理参数。 特别是近年来中老年人群高血压的发病率上升(据统计高达15%~20% ),是引起心血管系统一些疾病的重要因素,因此正确测量血压在临床和保健工作中变得越来越重要。 临床上血压测量技术分为直接法和间接法。 间接法测量血压无需外科手术,测量简便,在临床上得到广泛应用。 血压间接测量法中,目前常用的有听诊法(科里奥利音法Auscultatory method )和示波法( Oscillometric method )两种。 听诊法由俄罗斯医师Kopotkoc于1905年提出,至今仍在临床上得到广泛应用。 但是,听诊法中存在因扩张压对应于第四相和第五相中的哪一个的问题而引起的判别误差大的缺点。 第二,通过听柯氏的声音来判别压缩、扩张压,其读取值受使用者听力的影响,容易导入主观误差,难以标准化。 近年来,许多血压监测仪和自动电子血压计采用示波器法间接测量血压。 示波器法测量血压的过程与科里奥利公式一致。 都是将袖带加压到切断动脉血流为止慢慢减压,其间从手臂发出声音和压力较小的脉冲。 柯氏音法是人工识别手臂发出的声音,读取收缩压和扩张压。 示波器法则是用传感器识别从手臂传到袖带的小脉冲,得到血压值。 现在考虑到医院常规的血压测量和科里奥利音法,本实验想把握的是科里奥利音法测量人体的血压。

(3)脉搏波的波形及其意义人体的脉搏波可以用特制的脉搏波监视器进行记录。 脉冲扫描曲线分别由上升支a和下降支k构成。 升支反映心室内动脉的被动扩张,降支反映出出血后期的收缩。 之后心室扩张,心室内压低于主动脉血压,动脉血倒流,主动脉瓣关闭,曲线上形成降支切痕n,通过也称为降中峡或重谷的主动脉瓣关闭,倒流的血液继续流动,切口后出现上升的小波,称为中波或重脉波。 降枝的形状与外周阻力的大小有关,阻力大时分支梯度变缓,其切口位置高,相反,切口位置低。

实验仪器:

本实验使用的仪器如下图所示,主要由8个部分构成:1.模拟式压力表(量程为0~40kPa )、2.MPS3100气体压力传感器、3 .数字电压表、4.100ml医用注射器、5 .血压阻抗脉搏传感器、6 .智能脉搏计、7 .血压袖带 使用实验仪器时,请注意(1)接通电源后,至少预热5分钟,仪器稳定后再进行实验。 (2)本实验仪器使用的气体压力表为精密微压力表,测量仪器的范围为全范围的4/5,即32kPa。 测微计的0~4kPa为精度不确定范围,因此实际可测量的范围为4~32kPa。 (3)实验时气球只能在测量血压时使用,不能直接连接进气口,测量压力传感器的特性必须使用定量进气装置(注射器)。 严禁实验时的加压超过36kPa (过渡)。 如果暂时超过40kPa,测微计可能会损坏!

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