新型微型传感器特征及在医疗仪中的应用

　　1、前言

　　当今，具有智能传感器技术捡测头的呼吸医疗监视仪已经闻世，这就比较理想地解决了对各种情感和呼吸之间联系作大量研究的问题，并且可以用来真实纪录一个人的呼吸状况及其变化。

　　在此本文对呼吸监视仪中用微型传感器-硅压阻式传感器(SPRT)与MAX1450或MAX1457信号调理器组成新型智能传感器及在技术方案中的功能作一个分析与介绍。

　　2、呼吸医疗监视仪与智能传感器及技术(其组成框图，见图1所示)

　　2.1呼吸医疗监视仪(见图1右面所示)

　　该监视仪的用途是用来监视呼吸状况，并能给出大致的呼吸深度。这个监测仪监测一些可以用来评价焦虑程度的重要参数：呼吸频率、呼吸的均匀程度以 及呼气和吸气之间的间歇。平静、积极的情绪通常会导致呼出长于吸入，二者时间之比的参数，能从一个方面揭示人的焦虑程度。相对较高水平的胸呼吸(相对于腹 呼吸)也可说明焦虑程度。监视仪对胸呼吸的观察反映出监视仪具有大量的可视信息功能。

　　2.2智能传感器技术

　　图1中的呼吸监视仪采用硅压阻式传感器(SPRT—Silicon piezoresistance transducer)检测

　　吸入与呼出时对应压力的降低和增加。SPRT的输出被馈入一个MAX1450或MAX1457信号调理器芯片，而MAX1450或 MAX1457信号调理器芯片又对SPRT的进行驱激励(或用电流源激励)，其SPRT固有误差又被馈入MAX1450或MAX1457之后并被校正，然 后将经过补偿的电压信号送入具有12位的模数转换器(ADC)MAX1202。ADC输出(数字化的压力信号)进入一个PC接口MAX3232，并被转换 为RS-232电平。最后信号被传递到PC机系统，这样就可以显示出呼吸波形，并对以上所述参数进行分析。

　　3、关于硅压阻式传感器(SPRT)

　　3.1硅压阻式传感器(SPRT)检测原理

　　硅压阻式传感器一般配置为一个紧密的惠斯登电桥。当有压力施加到SPRT的敏感电桥的桥臂时(见图2a所示)，对角桥臂的电阻值R将发生相同方 向、相同大小的改变,即R+△R和R-△R。当一个对角桥臂上的两个电阻值在压力的作用下增加时，另外一个对角桥臂的电阻值降低，反之亦然。对于SPRT 半敏感电桥(见图2b所示)，则只有半边桥臂的电阻值发生改变。不管是全桥还是半敏感电桥的传感器都具有高灵敏度(>10mv/v)、良好的线性、 温度稳定性及无信号滞回等优点，其测量范围可上至破坏性极限。

　　3.2硅压阻式传感器的应用

　　当今，由于新的IC技术已经能够精确校准SPRT，所以将硅压阻式传感器应用范围从中、低精度检测扩展到高端领域。弥补了以往SPRT通常只能 用于中、低精度检测，而对高端产品非要采用昂贵的应变计等不足之处。但要应用硅压阻式传感器必须解决误差补偿-校准技术，才能提高精度。为此，首要的是应 对硅压阻式传感器的误差作分析。