基于PVDF压电膜传感器的脉像仪
发布时间:2014/11/5 20:40:20 访问次数:607
由于PDVF(聚偏氟乙烯)压电薄膜具有变力响应灵敏度高,柔韧易于制备,可紧贴皮肤等特点,ADM202EARN因此可用人手指端大小的压电膜制成可感应人体脉搏压力波变化的脉搏传感器。脉像仪的硬件组成如图5 -10所示。
因压电薄膜内阻很高,且脉搏信号微弱,设计其前置电荷放大器有两个作用,二是与挨能器阻抗匹配,把高阻抗输入变为低阻抗输出;二是将微弱电荷转换成电压信号并放大。为提高测量的精度和灵敏度,前置放大电路采用线性修正的电荷放大电路,可获得较低的下限频率,消除电缆的分布电容对灵敏度的影响,使设计的传感器体积小型化。在一般的电荷放大器设计中,时间常数要求很大(一般在l05S以上),在小型的PVDF脉搏传感器中,很难实现,因为反馈电容不能选得太小。在时间常数不足够大的情况下(小于lOOs),电荷放大器的输出电压跟换能器受到的压力成非线性关系,因此需要对电荷放大器进行非线性修正。
由于脉搏信号频率很低,是微弱信号,且干扰信号较多,滤波电路在设计中非常重要。运算放大器应尽量选择低噪声、低温漂的器件。根据脉搏信号的特点,以及考虑高频噪声和温度效应噪声的影响,带通滤波器的通带频率宽度应选择在0.5~ 100Hz之间。
由于PDVF(聚偏氟乙烯)压电薄膜具有变力响应灵敏度高,柔韧易于制备,可紧贴皮肤等特点,ADM202EARN因此可用人手指端大小的压电膜制成可感应人体脉搏压力波变化的脉搏传感器。脉像仪的硬件组成如图5 -10所示。
因压电薄膜内阻很高,且脉搏信号微弱,设计其前置电荷放大器有两个作用,二是与挨能器阻抗匹配,把高阻抗输入变为低阻抗输出;二是将微弱电荷转换成电压信号并放大。为提高测量的精度和灵敏度,前置放大电路采用线性修正的电荷放大电路,可获得较低的下限频率,消除电缆的分布电容对灵敏度的影响,使设计的传感器体积小型化。在一般的电荷放大器设计中,时间常数要求很大(一般在l05S以上),在小型的PVDF脉搏传感器中,很难实现,因为反馈电容不能选得太小。在时间常数不足够大的情况下(小于lOOs),电荷放大器的输出电压跟换能器受到的压力成非线性关系,因此需要对电荷放大器进行非线性修正。
由于脉搏信号频率很低,是微弱信号,且干扰信号较多,滤波电路在设计中非常重要。运算放大器应尽量选择低噪声、低温漂的器件。根据脉搏信号的特点,以及考虑高频噪声和温度效应噪声的影响,带通滤波器的通带频率宽度应选择在0.5~ 100Hz之间。