方案2:采用压电传感器实现。在手腕处安装灵敏度较高的压电传感器,将跳动的脉搏产生的压力信号转换为电信号,从而实现脉搏的测量。但是成本较高。
方案3:采用驻极体话筒实现。让话筒紧贴脉搏,则跳动的脉搏信号便可通过这一过程转换为相应的电信号。该方案提取的电信号很明显,测量精度很,且成本很低。
综上所述,系统采取方案3。
3 系统总体设计
系统以单片机为控制核心,由提取体温、脉搏次数和呼吸间隔的传感器及相应的信号调理模块、放大整形模块、电源模块、键盘控制模块,以及LCD显示模块等构成。系统还包括一个可以与独立监测单片机进行串行通讯的集中监测机,用于对仪器设备进行网络化管理。系统具体实现框图如图2所示。
4 理论分析
4.1 脉搏测量误差分析
人的脉搏频率一般为60~100次/min,以脉搏信号调整、整形后的信号为门限,在第一个上升沿开始对标准脉冲fo计数,第二个上升沿停止计数,计数值为N。这种在门限内的填充计数存在误差。脉冲频率越小,计数值越大,此方法固有误差的影响就越小。则脉搏频率f=100次/min时,误差最大。取fo=l kHz,此时理论上N=fo(60/100)=600次,而实际可能为599或者601。根据公式f=(60xfo)/N,可以得到f1=100.169次/min和99.833次/min。△fmax≤0.2次/min,精度很高。
4.2 温度测量数据处理方法分析
影响体温测量的因素很多。为提高测量精度,适当增加测量次数,利用补偿的方法减小随机误差的影响。为了获得最可信赖的结果,利用最小二乘法,在残余误差平方和最小的条件下测得值最可信赖。