CN116509352A - 一种压力脉搏波传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用张力法检测动脉压力脉搏波信号的压力脉搏波传感器,包括压力传感器和模拟开关;压力传感器包括至少三个压力传感单元;压力传感单元包括压敏电阻;压敏电阻与模拟开关串联连接、作为桥臂组成惠斯通电桥,或压敏电阻作为桥臂组成惠斯通电桥、模拟开关连接惠斯通电桥;通过控制模拟开关的通断,可以进一步控制压力传感单元按预定时序检测压力信号,压力信号用于生成动脉的压力脉搏波信号,压力传感单元部分或全部按需分时工作,降低了压力传感器的功耗,进而降低了整个压力脉搏波传感器的功耗,进而有利于提升压力脉搏波传感器的续航时间及获得更好的用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及张力法脉搏波测量及血压测量领域,具体涉及一种张力法压力脉搏波传感器。
背景技术
压力脉搏波包括极其丰富的生物体健康信息,平面张力法是一种检测动脉血管中血液流动引起对血管壁的压力的十分有效的方法;进一步,通过压力脉搏波推算血压,即有创血压测量的精确度及连续性,又有无创血压测量的舒适性,还能实现血压测量的快捷性。因此,通过平面张力法检测压力脉搏波是本领域技术人员的重大课题。
目前的压力脉搏波传感器采用阵列式的多个传感器或传感单元;采用阵列式的多个传感器或传感单元同时检测压力信号以供检测动脉的压力脉搏波信号,功耗较大,易发热。
发明内容
本发明提供的一种压力脉搏波传感器,用于解决功耗大及易发热的问题。
本发明的一种实施例中,提供一种压力脉搏波传感器,用于检测动脉的压力脉搏波信号,包括:电源输入装置、控制连接端子、压力传感器、模拟开关和输出连接端子;
所述电源输入装置包括电源输入端、电源输出端和电源地,所述电源输入装置从外部输入电源、为所述压力脉搏波传感器提供电源;
所述压力传感器包括至少三个压力传感单元,所述压力传感单元用于检测第一压力信号,所述第一压力信号用于生成动脉的压力脉搏波信号;所述压力传感单元包括压敏电阻;所述压敏电阻与所述模拟开关串联连接、作为桥臂组成惠斯通电桥,或所述压敏电阻作为桥臂组成惠斯通电桥、所述模拟开关连接所述惠斯通电桥;所述惠斯通电桥包括:第一节点、第二节点、第三节点和第四节点,所述第一节点与所述第三节点相对,所述第二节点与所述第四节点相对;
所述模拟开关具有控制端;
所述控制连接端子通过所述控制端控制所述模拟开关的通断,进一步控制所述压力传感单元按预定时序检测所述第一压力信号;
所述输出连接端子用于输出所述第一压力信号。
一种实施例中,所述模拟开关包括第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关和第四模拟开关;
所述惠斯通电桥的至少三个节点分别连接所述模拟开关,包括:
所述第一节点通过所述第一模拟开关连接所述电源输出端,和/或,所述第三节点通过所述第三模拟开关连接所述电源地;
及,所述第二节点通过所述第二模拟开关连接所述输出连接端子,所述第四节点通过所述第四模拟开关连接所述输出连接端子。
一种实施例中,还包括译码器,所述控制连接端子通过所述译码器连接所述模拟开关的所述控制端;所述译码器接受来自所述控制连接端子的控制信号,并将所述控制信号进行译码并输出译码信号,所述控制连接端子通过所述译码器控制所述压力传感单元按预定时序检测所述第一压力信号。
一种实施例中,所述模拟开关和所述译码器一体化集成为模拟多路选择器。
一种实施例中,还包括恒流驱动电路,所述恒流驱动电路包括采样电阻;所述恒流驱动电路连接所述电源输入装置及所述惠斯通电桥;
所述恒流驱动电路连接所述惠斯通电桥,包括:所述恒流驱动电路的输出直接或间接地连接所述惠斯通电桥的所述第一节点,所述惠斯通电桥的所述第三节点直接或间接地通过所述采样电阻连接所述电源地。
一种实施例中,还包括模拟预处理单元;所述模拟预处理单元连接所述输出连接端子;所述第二节点直接或间接地连接所述模拟预处理单元,所述第四节点直接或间接地连接所述模拟预处理单元;所述模拟预处理单元用于从所述压力传感器获取所述第一压力信号,并将所述第一压力信号进行放大处理、得到第二压力信号,所述输出连接端子用于输出所述第二压力信号。
一种实施例中,还包括数字预处理单元;所述数字预处理单元设置在所述模拟预处理单元和所述输出连接端子之间;所述数字预处理单元用于从所述模拟预处理单元获取所述第二压力信号;将所述第二压力信号转换为第一压力数字信号;所述输出连接端子用于输出所述第一压力数字信号。
一种实施例中,所述电源输入装置还包括所述电源管理装置,所述电源管理装置连接所述电源输入端、所述电源输出端及所述电源地,用于管理外部输入的电源。
一种实施例中,所述压力传感单元为绝压压力传感单元。
一种实施例中,还包括大气压传感器,所述大气压传感器连接所述输出连接端子,所述大气压传感器用于测量环境大气压;
和/或,还包括温度传感器,所述温度传感器连接所述输出连接端子,所述温度传感器靠近所述压力传感器设置,所述温度传感器用于测量所述压力传感器的温度;
和/或,还包括启停开关,所述启停开关连接所述电源输入装置,所述启停开关用于控制所述压力脉搏波传感器的启动和关闭。
本发明的一种实施例中,提供一种压力脉搏波传感器,包括:电源输入装置、压力传感器、模拟开关、第一处理器和信号接口;
所述电源输入装置包括电源输入端、电源输出端、电源地,所述电源输入装置从外部输入电源、为所述压力脉搏波传感器提供电源;
所述压力传感器包括至少三个压力传感单元,所述压力传感单元用于检测第三压力信号,所述第三压力信号用于生成动脉的压力脉搏波信号;所述压力传感单元包括压敏电阻;所述压敏电阻与所述模拟开关串联连接、作为桥臂组成惠斯通电桥,或所述压敏电阻作为桥臂组成惠斯通电桥、所述模拟开关连接所述惠斯通电桥;所述惠斯通电桥包括:第一节点、第二节点、第三节点和第四节点,所述第一节点与所述第三节点相对,所述第二节点与所述第四节点相对;
所述模拟开关具有控制端;
所述第一处理器连接所述模拟开关的所述控制端,所述第一处理器通过所述控制端控制所述模拟开关的通断,进一步控制所述压力传感单元按预定时序检测所述第三压力信号;
所述第一处理器还包括依次连接的模拟预处理单元、数字预处理单元和计算处理单元;所述模拟预处理单元接受来自被选中的所述压力传感单元的所述第三压力信号、加以放大处理、得到第四压力信号,所述数字预处理单元将所述第四压力信号转换为第二压力数字信号;所述处理单元根据所述第二压力数字信号计算得到所述血压值;
所述信号接口连接所述第一处理器,所述第一处理器通过所述信号接口与外部通信,输出所述第二压力数字信号和所述血压值。
一种实施例中,所述模拟开关包括第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关和第四模拟开关;
所述惠斯通电桥的至少三个节点分别连接所述模拟开关,包括:
所述第一节点通过所述第一模拟开关连接所述电源输出端,和/或,所述第三节点通过所述第三模拟开关连接所述电源地;
及,所述第二节点通过所述第二模拟开关连接所述第一处理器,所述第四节点通过所述第四模拟开关连接所述第一处理器。
一种实施例中,所述模拟开关及所述第一处理器一体化集成为第二处理器;
和/或,所述压力传感器、所述模拟开关及所述第一处理器一体化集成为第一集成压力脉搏波传感器。
一种实施例中,还包括译码器,所述第一处理器通过所述译码器连接所述模拟开关的所述控制端;所述译码器接受来自所述第一处理器的控制信号,并将所述控制信号进行译码并输出译码信号,所述第一处理器通过所述译码器控制所述压力传感单元按预定时序输出所述第三压力信号。
一种实施例中,所述模拟开关和所述译码器一体化集成为模拟多路选择器;
和/或,所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第三处理器;
和/或,所述压力传感器、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第二集成压力脉搏波传感器。
一种实施例中,还包括恒流驱动电路,所述恒流驱动电路包括采样电阻;所述恒流驱动电路连接所述电源输入装置及所述惠斯通电桥;
所述恒流驱动电路连接所述惠斯通电桥,包括:所述恒流驱动电路的输出直接或间接地连接所述惠斯通电桥的所述第一节点,所述惠斯通电桥的所述第三节点直接或间接地通过所述采样电阻连接所述电源地。
一种实施例中,所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第四处理器;
和/或,所述压力传感器、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第三集成压力脉搏波传感器。
一种实施例中,所述信号接口包括无线通信装置;所述无线通信装置连接所述第一处理器。
一种实施例中,所述无线通信装置、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第五处理器;
和/或,所述压力传感器、所述无线通信装置、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第四集成压力脉搏波传感器;
一种实施例中,所述电源输入装置还包括所述电源管理装置,所述电源管理装置连接所述电源输入端、所述电源输出端及所述电源地,用于管理外部输入的电源。
一种实施例中,所述电源管理装置、所述无线通信装置、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第六处理器;
和/或,所述压力传感器、所述电源管理装置、所述无线通信装置、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第五集成压力脉搏波传感器。
一种实施例中,所述压力传感单元为绝压压力传感单元。
一种实施例中,还包括大气压传感器,所述大气压传感器连接所述输出连接端子或所述第一处理器,所述大气压传感器用于测量环境大气压;
和/或,还包括温度传感器,所述温度传感器连接所述输出连接端子或所述第一处理器,所述温度传感器靠近所述压力传感器设置,所述温度传感器用于测量所述压力传感器的温度;
和/或,还包括启停开关,所述启停开关连接所述第一处理器或所述电源输入装置,所述启停开关用于控制所述压力脉搏波传感器的启动和关闭。
本申请的有益效果是:
依据本发明提供的压力脉搏波传感器,包括压力传感器和模拟开关;压力传感器包括至少三个压力传感单元;压力传感单元包括压敏电阻;压敏电阻与模拟开关串联连接、作为桥臂组成惠斯通电桥,或压敏电阻作为桥臂组成惠斯通电桥、模拟开关连接惠斯通电桥;通过控制模拟开关的通断,能够控制压力传感单元按预定时序检测压力信号,压力信号用于生成动脉的压力脉搏波信号,压力传感单元部分或全部按需分时工作,降低了压力传感器的功耗,进而降低了整个压力脉搏波传感器的功耗,进而有利于提升压力脉搏波传感器的续航时间及获得更好的用户体验。
附图说明
图1a为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图1b为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图1c为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图1d为一种实施例中压力传感单元的电路结构示意图;
图2为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图3为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图4为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图5a为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图5b为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图6为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图7为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图8为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图9为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图10为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图11为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
图12为一种实施例中压力脉搏波传感器的电路结构示意图;
其中附图标记如下:
2100-电源输入装置,2101-电源输入端,2102-电源输出端,2103-电源地,2110-电源管理装置,2200-控制连接端子,2300-压力传感器,2310-第一压力传感单元,2310a-第一压敏电阻,2310b-第二压敏电阻,2310c-第一固定电阻,2310d-第二固定电阻,2311-第一节点,2312-第二节点,2313-第三节点,2314-第四节点,2400-模拟开关,2411-第一模拟开关,2412-第二模拟开关,2413-第三模拟开关,2414-第四模拟开关,2500-输出连接端子,2600-译码器,2700-恒流驱动电路,2710-采样电阻,2800-模拟预处理单元,2900-数字预处理单元,3500-第一处理器,3200-信号接口,3800-无线通信装置,4390-大气压传感器,3900-温度传感器,4001-开关,R1-第一压敏电阻,R2-第二压敏电阻,R3-第三压敏电阻,R4-第四压敏电阻,R0+-第一补偿电阻,R0--第二补偿电阻,R5-第一限压电阻,R6-第二限压电阻。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其它元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
实施例一:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器主要用于检测动脉的压力脉搏波信号,根据压力脉搏波信号可以计算出血压值及其它更具象的生理参数。该压力脉搏波传感器中设置有惠斯通电桥和模拟开关,模拟开关与惠斯通电桥连接,通过控制模拟开关的通断能够控制压力传感单元检测压力信号,即通过控制模拟开关能够控制部分或全部压力传感单元同时或分别检测压力信号,例如控制多个压力传感单元按照预设时序检测的压力信号,该压力信号可以用于生成动脉的压力脉搏波信号,无需全部压力传感单元全时段工作,在准确检测压力信号的基础上,各压力传感单元分时工作,有利于降低该压力脉搏波传感器的功耗,减少该压力脉搏波传感器的发热,进而有利于提升该压力脉搏波传感器的续航时间及获得更好的用户体验。
请参考图1a,该压力脉搏波传感器主要包括电源输入装置2100、控制连接端子2200、压力传感器2300、模拟开关2400和输出连接端子2500。
该压力脉搏波传感器还可以包括壳体和其它实体部件,电源输入装置2100、控制连接端子2200、压力传感器2300、模拟开关2400和输出连接端子2500均安装在壳体内,其中控制连接端子2200和输出连接端子2500可以露出壳体、采用有线通信,控制连接端子2200和输出连接端子2500也可以位于壳体内、采用无线通信。
电源输入装置2100包括电源输入端2101、电源输出端2102和电源地2103,电源输入端2101和电源地2103用于与外部电源连接,电源输出端2102和电源地2103分别与该压力脉搏波传感器内部的其它元器件连接,电源输入装置2100从外部输入电源、为该压力脉搏波传感器提供电源。
控制连接端子2200包括控制线,控制连接端子2200用于从外部获取控制信号,该控制信号用于控制压力传感单元按时序检测第一压力信号。
压力传感器2300包括至少三个压力传感单元,如压力传感器2300包括四个压力传感单元,四个压力传感单元包括第一压力传感单元2310、第二压力传感单元、第三压力传感单元及第四压力传感单元,第二压力传感单元、第三压力传感单元及第四压力传感单元图中未示出,第二压力传感单元、第三压力传感单元及第四压力传感单元与其它部件的连接方式与第一压力传感单元2310相同,多个压力传感单元可以按阵列的方式排布设置。每个压力传感单元包括四个压敏电阻,四个压敏电阻组成具有桥臂和节点的惠斯通电桥,包括四个桥臂、四个节点,如:每个压敏电阻处于一个桥臂、四个桥臂依次首尾相接;节点包括第一节点2311、第二节点2312、第三节点2313和第四节点2314,其中第一节点2311和第三节点2313相对,第二节点2312和第四节点2314相对。每个节点位于两个压敏电阻之间。
模拟开关2400包括第一模拟开关2411、第二模拟开关2412、第三模拟开关2413和第四模拟开关2414,第一模拟开关2411、第二模拟开关2412、第三模拟开关2413和第四模拟开关2414均具有控制端,控制端用于分别控制第一模拟开关2411、第二模拟开关2412、第三模拟开关2413和第四模拟开关2414的通断(连通和断开)。
惠斯通电桥的至少三个节点分别连接模拟开关2400,其中优选的惠斯通电桥的四个节点分别与模拟开关2400的四个模拟开关一一对应连接。具体的连接关系包括:第一节点2311通过第一模拟开关2411连接电源输出端2102,第三节点2313通过第三模拟开关2413连接电源地2103;及,第二节点2312通过第二模拟开关2412连接输出连接端子2500,第四节点2314通过第四模拟开关2414连接输出连接端子2500。
控制连接端子2200通过其控制线连接第一模拟开关2411、第二模拟开关2412、第三模拟开关2413和第四模拟开关2414的控制端,控制连接端子2200通过获取的外部控制信号同时控制第一模拟开关2411、第二模拟开关2412、第三模拟开关2413和第四模拟开关2414的通断,可以进一步控制压力传感单元按预设时序检测第一压力信号。其中,压力传感器2300包括多个压力传感单元,每个压力传感单元均用于检测压力信号,控制连接端子2200获取的外部控制信号用于控制多个压力传感单元按照预设时序进行检测,包括:只需三个压力传感单元检测压力信号。
输出连接端子2500包括第一输入端、第二输入端和输出端,输出连接端子2500的第一输入端与第二模拟开关2412连接,输出连接端子2500的第二输入端与第四模拟开关2414连接,输出连接端子2500通过第一输入端和第二输入端获取第一压力信号,并通过输出端输出第一压力信号。第一压力信号输出后用于后续信号处理。
本实施例中,由于压力传感器2300的压敏电阻组成具有桥臂和节点的惠斯通电桥,控制连接端子2200通过控制模拟开关2400的通断,可以进一步控制压力传感单元按预定时序检测第一压力信号,根据需要部分压力传感单元或全部压力传感单元进行检测,无需全时段全部压力传感单元工作,降低了压力传感器2300的功耗,进而降低了整个该压力脉搏波传感器的功耗,进而有利于提升该压力脉搏波传感器的续航时间及获得更好的用户体验。其中,也可以通过提高采样频率,在多通道的情况下,按预定时序检测压力信号,如此即可以减少各通道同时接入时引起的功耗,还可以减少模拟预处理器、数字预处理器的数量及功耗;还能兼顾全部通道及每一通道的数据,进而保证压力脉搏波信号检测的准确性。
请参考图1b,在其它实施例中,惠斯通电桥的三个节点分别连接模拟开关2400连接,三个模拟开关的通断能够满足对惠斯通电桥的控制,进而也可以控制压力传感单元按预定时序检测第一压力信号。
其中,第一节点2311通过第一模拟开关2411连接电源输出端2102,第三节点2313连接电源地2103;及,第二节点2312通过第二模拟开关2412连接输出连接端子2500,第四节点2314通过第四模拟开关2414连接输出连接端子2500。
请参考图1c,在其它实施例中,惠斯通电桥的三个节点分别连接模拟开关2400连接,三个模拟开关的通断能够满足对惠斯通电桥的控制,进而也可以控制压力传感单元按预定时序检测第一压力信号。
第一节点2311连接电源输出端2102,第三节点2313通过第三模拟开关2413连接电源地2103;及,第二节点2312通过第二模拟开关2412连接输出连接端子2500,第四节点2314通过第四模拟开关2414连接输出连接端子2500。
在其它实施例中,压力传感器2300内的压力传感单元可以为绝压压力传感单元,绝压压力传感单元具有尺寸小的优点。挠动脉血管的最小直径大致为1.6mm,需要尽可能减小压力传感单元的尺寸,采用绝压压力传感单元能够适用于小直径挠动脉血管的脉搏波信号的检测,同时缩小压力传感单元的尺寸,有利于减少压力传感器2300的体积,进而有利于减少该压力脉搏波传感器的体积,实现该压力脉搏波传感器的微型化。
请参考图1d,在其它实施例中,压力传感器2300的压力传感单元设有温度补偿功能,如第一压力传感单元2310,第一压力传感单元2310包括第一压敏电阻R1、第二压敏电阻R2、第三压敏电阻R3和第四压敏电阻R4,在第一压敏电阻R1上并联连接第一补偿电阻R0+、和/或在第二压敏电阻R2上并联连接第二补偿电阻R0-,和/或在惠斯通电桥的第一节点2311上串联连接第一限压电阻R5,和/或在惠斯通电桥的第三节点2313上串联连接第二限压电阻R6,通过补偿电阻和限压电阻等的组合使用、进行温度补偿,使得压力传感器2300能够在一定的温度范围内确保其精度,能够提高压力传感器2300检测压力脉搏波信号的准确性和稳定性。
实施例二:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器与上述实施例一的区别在于:模拟开关串联连接压敏电阻、形成惠斯通电桥的桥臂。
请参考图2,该压力脉搏波传感器主要包括电源输入装置2100、控制连接端子2200、压力传感器2300、模拟开关2400和输出连接端子2500。
该压力脉搏波传感器还可以包括壳体和其它实体部件,电源输入装置2100、控制连接端子2200、压力传感器2300、模拟开关2400和输出连接端子2500均安装在壳体内,其中控制连接端子2200和输出连接端子2500可以露出壳体采用有线通信,控制连接端子2200和输出连接端子2500也可以位于壳体内采用无线通信。
电源输入装置2100包括电源输入端2101、电源输出端2102和电源地2103,电源输入端2101和电源地2103用于与外部电源连接,电源输出端2102和电源地2103分别与该压力脉搏波传感器内部的其它元器件连接,电源输入装置2100从外部输入电源、为该压力脉搏波传感器提供电源。
控制连接端子2200包括控制线,控制连接端子2200用于获取外部控制信号,该控制信号用于控制压力传感单元按预定时序检测第一压力信号。
压力传感器2300包括至少三个压力传感单元,如压力传感器2300包括四个压力传感单元,四个压力传感单元包括第一压力传感单元2310、第二压力传感单元、第三压力传感单元及第四压力传感单元,第二压力传感单元、第三压力传感单元及第四压力传感单元图中未示出,第二压力传感单元、第三压力传感单元及第四压力传感单元与其它部件的连接方式与第一压力传感单元2310相同,多个压力传感单元可以按阵列的方式排布设置。每个压力传感单元包括两个压敏电阻,压力传感单元2310包括第一压敏电阻2310a、第二压敏电阻2310b。
模拟开关2400包括第一模拟开关2411和第二模拟开关2412,第一模拟开关2411和第二模拟开关2412均具有控制端,控制端用于分别控制第一模拟开关2411和第二模拟开关2412的通断(连通和断开)。
两个压敏电阻及两个固定电阻作为桥臂组成具有桥臂和节点的惠斯通电桥,两个固定电阻包括第一固定电阻2310c和第二固定电阻2310d,包括四个桥臂、四个节点,四个桥臂依次首尾相接;节点包括第一节点2311、第二节点2312、第三节点2313和第四节点2314,其中第一节点2311和第三节点2313相对,第二节点2312和第四节点2314相对。第一节点2311位于第一压敏电阻2310a和第一固定电阻2310c之间,第二节点2312位于第一固定电阻2310c和第二固定电阻2310d之间,第三节点2313位于第二固定电阻2310d和第二压敏电阻2310b之间,第四节点2314位于第一压敏电阻2310a和第二压敏电阻2310b之间。
第一模拟开关2411与第一压敏电阻2310a串联连接,第一模拟开关2411位于第一压敏电阻2310a和第四节点2314之间;第二模拟开关2412与第二压敏电阻2310b串联连接,第二模拟开关2412位于第二压敏电阻2310b和第三节点2313之间。
控制连接端子2200通过控制线连接第一模拟开关2411和第二模拟开关2412的控制端,控制连接端子2200通过获取的控制信号同时控制第一模拟开关2411和第二模拟开关2412的通断,可以进一步控制压力传感单元按预设时序检测第一压力信号。其中,压力传感器2300包括多个压力传感单元,每个压力传感单元均用于检测压力信号,控制连接端子2200获取的控制信号用于控制多个压力传感单元按照预设时序进行检测,包括:只需三个压力传感单元检测压力信号。
输出连接端子2500包括第一输入端、第二输入端和输出端,输出连接端子2500的第一输入端与第二节点2312连接,输出连接端子2500的第二输入端与第四节点2314连接,输出连接端子2500通过第一输入端和第二输入端获取第一压力信号,并通过输出端输出第一压力信号。第一压力信号输出后用于后续信号处理。
在其它实施例中,在第一节点2311与电源输出端2102之间还可以增加一个第三模拟开关、和/或在第三节点2313与电源地2103之间也还可以增加一个第四模拟开关;第三模拟开关及第四模拟开关二者的控制端连接控制连接端子2200;控制连接端子2200控制第一模拟开关2411和第二模拟开关2412的通断的同时,控制第三控制模拟开关及第四模拟开关的通断;
本实施例中,由于压力传感单元的压敏电阻及固定电阻组成具有桥臂和节点的惠斯通电桥,控制连接端子2200可以通过控制模拟开关2400的通断,可以进一步控制压力传感单元按预定时序检测第一压力信号,根据需要部分压力传感单元或全部压力传感单元进行检测,无需全时段全部压力传感单元工作,降低了压力传感器2300的功耗,进而降低了整个该压力脉搏波传感器的功耗。其中,可以通过提高采样频率,在多通道的情况下,按预定时序工作,即可以减少模拟预处理、数字预处理的数量及功耗,减少各通道同时接入时引起的功耗;又能兼顾全部通道及每一通道的数据,进而保证压力脉搏波信号检测的准确性。在其它实施例中,模拟开关2400也可以仅包括一个模拟开关,惠斯通电桥中一个压敏电阻为可变电阻及其它三个为固定电阻,模拟开关与可变电阻串联连接,一个模拟开关、一个压敏电阻和三个固定电阻组成的惠斯通电桥也能够控制压力传感单元按预定时序检测第一压力信号。
在其它实施例中,模拟开关2400包括三个模拟开关,惠斯通电桥中三个压敏电阻为可变电阻,另外一个电阻为固定电阻,三个模拟开关分别与三个可变电阻一一对应的串联连接,三个模拟开关、三个压敏电阻和一个固定电阻组成的惠斯通电桥也能够控制压力传感单元按预定时序检测第一压力信号。
在其它实施例中,模拟开关2400包括四个模拟开关,惠斯通电桥中四个压敏电阻均为可变电阻,四个模拟开关分别与四个可变电阻一一对应的串联连接,四个模拟开关和四个压敏电阻组成的惠斯通电桥也能够控制压力传感单元按预定时序检测第一压力信号。
在其它实施例中,如包括1个固定电阻、2个固定电阻或3个固定电阻的惠斯通电桥的实施例中,该1个固定电阻、2个固定电阻或3个固定电阻还可以与其它压力传感单元的压敏电阻组成其它惠斯通电桥。
实施例三:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器在上述任一实施例的基础上增加了译码器,以在实施例一的基础上增加译码器为例进行说明。
请参考图3,本实施例中,该压力脉搏波传感器还包括译码器2600,译码器2600设置在控制连接端子2200和模拟开关2400之间,译码器2600用于将控制连接端子2200获取的外部控制信号(如数字信号)进行译码并输出译码信号,译码信号输送给模拟开关2400,模拟开关2400根据输入的译码信号控制模拟开关的连通和断开。
译码器2600连接控制连接端子2200和模拟开关2400。译码器2600包括不少于压力传感单元数量的译码器输出,如对于三十二个压力传感单元、译码器2600设有三十二个译码器输出,一个译码器输出对应一个压力传感单元,使得控制连接端子2200能够通过译码器2600同时控制多个压力传感单元。
控制连接端子2200通过译码器2600输出选择对应的压力传感单元。具体地,至少1个译码器输出连接1个惠斯通电桥相关的所有模拟开关的控制端,通过控制模拟开关的连通与断开,控制压力传感单元按预定时序检测第一压力信号。
本实施例中,在控制连接端子2200和模拟开关2400之间设置译码器2600,有利于控制连接端子2200对数量众多的多个压力传感单元的控制。
在其它实施例中,模拟开关2400和译码器2600还可以一体化集成为模拟多路选择器,两者一体化集成为单一的集成电路,有利于实现该压力脉搏波传感器的微型化。
实施例四:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器在上述任一实施例的基础上增加了恒流驱动电路,以在实施例三的基础上增加恒流驱动电路为例进行说明。
请参考图4,恒流驱动电路2700设置在电源输入装置2100和惠斯通电桥之间,恒流驱动电路2700包括采样电阻2710,恒流驱动电路2700连接电源输入装置2100和惠斯通电桥。
具体地,恒流驱动电路2700的输出通过第一模拟开关2411连接惠斯通电桥的第一节点2311,惠斯通电桥的第三节点2313通过第三模拟开关2413连接采样电阻2710。
本实施例中,在电源输入装置2100和惠斯通电桥之间设置恒流驱动电路2700,为该压力脉搏波传感器提供恒流驱动,尤其是,通常压敏电阻对温度具有依赖性,压力传感单元采用恒流驱动、可以在一定的温度范围(比如0℃-50℃)减少温度依赖性,能够提高压力传感单元检测的准确性和稳定性;而且惠斯通电桥共用同一个恒流驱动电路,有利于减少该压力脉搏波传感器的体积,实现该压力脉搏波传感器的微型化。
实施例五:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器在上述任一实施例的基础上增加了模拟预处理单元,以在实施例四的基础上增加模拟预处理单元为例进行说明。
请参考图5a,本实施例中,模拟预处理单元2800设置在输出连接端子2500和模拟开关2400之间,模拟预处理单元2800用于对压力传感器2300检测的第一压力信号进行放大处理、得到第二压力信号。
具体地,模拟预处理单元2800具有第一输入端、第二输入端和输出端,模拟预处理单元2800的第一输入端连接第二模拟开关2412,模拟预处理单元2800的第二输入端连接第四模拟开关2414,模拟预处理单元2800的输出端连接输出连接端子2500。模拟预处理单元2800通过第一输入端和第二输入端获取压力传感器2300检测的第一压力信号,模拟预处理单元2800对第一压力信号进行放大处理、得到第二压力信号,并通过输出端输出给输出连接端子2500。输出连接端子2500用于输出第二压力信号给其它设备。
本实施例中,在输出连接端子2500和模拟开关2400之间设置模拟预处理单元2800,模拟预处理单元2800放大处理第一压力信号,有利于压力信号后续的模数转换及其它处理。
请参考图5b,在其它实施例中,该压力脉搏波传感器还包括数字预处理单元2900,数字预处理单元2900设置在模拟预处理单元2800和输出连接端子2500之间,数字预处理单元2900用于将模拟信号转换为数字信号,即用于将第二压力信号转换为第一压力数字信号。
具体地,数字预处理单元2900具有一个输入端和一个输出端,数字预处理单元2900的输入端连接模拟预处理单元2800的输出端,数字预处理单元2900的输出端连接输出连接端子2500。数字预处理单元2900获取第二压力信号,将第二压力信号转换为第一压力数字信号,并将第一压力数字信号输出给输出连接端子2500,输出连接端子2500用于将第一压力数字信号输出给其它设备。
数字预处理单元2900能够将模拟信号转换为数字信号,数字信号在传播的过程中具有信噪比高、信号稳定的优点,即设置数字预处理单元2900能够提升该压力脉搏波传感器信号输出的稳定性。
在其它实施例中,模拟预处理单元2800和数字预处理单元2900可以集成为一个模块单元甚至一体化集成为单一的集成电路,这样即可以增加可靠性、同时还有利于实现的该压力脉搏波传感器的微型化。
实施例六:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器主要用于检测动脉的压力脉搏波信号,根据压力脉搏波信号计算出血压值及其它更具象的生理参数。该压力脉搏波传感器中设置有惠斯通电桥和模拟开关,模拟开关与惠斯通电桥连接,通过控制模拟开关的通断能够控制压力传感单元检测压力信号,即通过控制模拟开关能够控制部分或全部压力传感单元同时或分别检测压力信号,例如控制多个压力传感单元按照预设时序检测的压力信号,该压力信号可以用于生成动脉的压力脉搏波信号,无需全部压力传感单元全时段工作,在能够准确检测压力脉搏波的基础上,各压力传感单元分时工作,有利于降低该压力脉搏波传感器的功耗,减少该压力脉搏波传感器的发热,进而有利于提升该压力脉搏波传感器的续航时间及获得更好的用户体验。
请参考图6,该压力脉搏波传感器主要包括电源输入装置2100、压力传感器2300、模拟开关2400、第一处理器3500和信号接口3200。该压力脉搏波传感器自带处理器,将控制压力传感器2300的压力传感单元按预定时序检测第三压力信号的算法预设到第一处理器3500内,使第一处理器3500能够控制压力传感器2300的压力传感单元按预定时序检测第三压力信号。
该压力脉搏波传感器还可以包括壳体和其它实体部件,电源输入装置2100、压力传感器2300、模拟开关2400、第一处理器3500和信号接口3200均安装在壳体内,其中信号接口3200可以露出壳体、采用有线通信,信号接口3200也可以位于壳体内、采用无线通信。
电源输入装置2100包括电源输入端2101、电源输出端2102和电源地2103,电源输入端2101和电源地2103用于与外部电源连接,电源输出端2102和电源地2103分别与该压力脉搏波传感器内部的其它元器件连接,电源输入装置2100从外部输入电源、为该压力脉搏波传感器提供电源。
压力传感器2300包括至少三个压力传感单元,如压力传感器2300包括四个压力传感单元,四个压力传感单元包括第一压力传感单元2310、第二压力传感单元、第三压力传感单元及第四压力传感单元,第二压力传感单元、第三压力传感单元及第四压力传感单元图中未示出,第二压力传感单元、第三压力传感单元及第四压力传感单元与其它部件的连接方式与第一压力传感单元2310相同,多个压力传感单元可以按阵列的方式排布设置。每个压力传感单元包括四个压敏电阻,四个压敏电阻组成具有桥臂和节点的惠斯通电桥,包括四个桥臂和四个节点,具体的节点包括第一节点2311、第二节点2312、第三节点2313和第四节点2314,其中第一节点2311和第三节点2313相对,第二节点2312和第四节点2314相对,每个节点位于两个压敏电阻之间。
模拟开关2400包括第一模拟开关2411、第二模拟开关2412、第三模拟开关2413和第四模拟开关2414,第一模拟开关2411、第二模拟开关2412、第三模拟开关2413和第四模拟开关2414均具有控制端,控制端用于分别控制第一模拟开关2411、第二模拟开关2412、第三模拟开关2413和第四模拟开关2414的通断(连通和断开)。
惠斯通电桥的至少三个节点分别连接模拟开关2400连接,其中优选的惠斯通电桥的四个节点分别与模拟开关2400的四个模拟开关一一对应连接。具体的连接关系包括:第一节点2311通过第一模拟开关2411连接电源输出端2102,第三节点2313通过第三模拟开关2413连接电源地2103;及,第二节点2312通过第二模拟开关2412连接第一处理器3500,第四节点2314通过第四模拟开关2414连接第一处理器3500。
第一处理器3500连接模拟开关2400的控制端,第一处理器3500通过控制惠斯通电桥的模拟开关2400的通断,可以进一步控制压力传感单元按预定时序检测第三压力信号。
具体地,第一处理器3500包括输入输出接口线,输入输出接口线连接模拟开关2400的控制端,第一处理器3500通过控制惠斯通电桥相关的所有模拟开关2400的连通与断开,控制压力传感单元按预定时序检测第三压力信号。
第一处理器3500还包括模拟预处理单元、数字预处理单元和计算处理单元,模拟预处理单元、数字预处理单元和计算处理单元依次连接,模拟预处理单元用于接收来自被选中的压力传感单元的第三压力信号,并将第三压力信号放大处理、得到第四压力信号,模拟预处理单元还用于将第四压力信号传输给数字预处理单元;数字预处理单元将模拟信号转换为数字信号,数字预处理单元用于将第四压力信号转换为第二压力数字信号,并将第二压力数字信号传输给计算处理单元;计算处理单元用于根据第二压力数字信号计算血压值和/或其它生命参数。第一处理器3500用于输出第二压力数字信号和/或血压值,第二压力数字信号还可以用于传给其它设备、进而记录以及计算其它生命参数,血压值可以直接用于展示给用户。
信号接口3200连接第一处理器3500,第一处理器3500通过信号接口与外部通信,输出第二压力数字信号和/或血压值。
本实施例中,由于压力传感单元的压敏电阻组成具有桥臂和节点的惠斯通电桥,模拟开关2400连接惠斯通电桥的节点,第一处理器3500通过控制模拟开关2400的通断,可以进一步控制压力传感单元按预定时序检测第三压力信号,根据需要部分压力传感单元或全部压力传感单元工作,无需全时段全部压力传感单元进行检测,降低了压力传感器2300的功耗,进而降低了整个该压力脉搏波传感器的功耗。并且,第一处理器3500能够将检测的第三压力信号转换为第二压力数字信号及计算出血压值,使得该压力脉搏波传感器能够输出第二压力数字信号和血压值,提供更多的信息输出,能够满足更多的使用场景,如该压力脉搏波传感器可以直接将血压值传输给显示设备进行显示,以及可以将第二压力数字信号传输给外部具有处理器的设备,外部设备可以根据需求通过第二压力数字信号计算出相应的血压值及其它生命参数。
在其它实施例中,模拟开关2400和第一处理器3500一体化集成为第二处理器,即模拟开关2400集成在第一处理器3500内,能够缩短部件之间连线长度,这样即可以增加可靠性、同时还有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积。
在其它实施例中,压力传感器2300、模拟开关2400和第一处理器3500一体化集成为第一集成压力脉搏波传感器,将压力传感器2300、模拟开关2400和第一处理器3500集成为一个模块单元甚至一体化集成为单一的集成电路,能够减少压力传感器2300与其它部件之间众多连线的长度、减少第一处理器3500传输控制信号给模拟开关2400的距离,有效避免第一处理器3500控制压力传感器2300的压力传感单元按时序检测时引入干扰,提高控制的稳定性,同时有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积。
在其它实施例中,第一处理器3500可以设置多路的模拟预处理单元和数字预处理单元,多路的模拟预处理单元、数字预处理单元分别用于对多个压力传感单元检测的第三压力信号进行放大和数模转换的预处理。
实施例七:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器在上述实施例六的基础上增加了译码器。
请参考图7,本实施例中,该压力脉搏波传感器还包括译码器2600,译码器2600设置在第一处理器3500和模拟开关2400之间,译码器2600用于将第一处理器3500输出的控制信号进行译码并输出译码信号,译码信号输送给模拟开关2400,模拟开关2400根据输入的译码信号控制模拟开关2400的连通和断开。
译码器2600连接第一处理器3500和模拟开关2400。译码器2600包括不少于压力传感单元数量的译码器输出,如对于三十二个压力传感单元、译码器2600设有三十二个译码器输出,一个译码器输出对应一个压力传感单元,使得第一处理器3500能够通过译码器2600同时控制数量众多的多个压力传感单元。
第一处理器3500通过译码器2600的输出选择对应的压力传感单元。具体地,至少1个译码器的输出连接1个惠斯通电桥相关的所有模拟开关的控制端,通过控制模拟开关的连通与断开,控制压力传感单元按预定时序检测第三压力信号。
本实施例中,在第一处理器3500和模拟开关2400之间设置译码器2600,有利于第一处理器3500对数量众多的多个压力传感单元的控制。
在其它实施例中,模拟开关2400和译码器2600还可以一体化集成为模拟多路选择器,两者一体化集成为单一的集成电路,有利于实现该压力脉搏波传感器的微型化。
在其它实施例中,模拟开关2400、译码器2600和第一处理器3500一体化集成为第三处理器,即模拟开关2400和译码器2600集成在第一处理器3500内,能够缩短部件之间的连线长度,这样即可以增加可靠性、同时还有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积。
在其它实施例中,压力传感器2300、模拟开关2400、译码器2600和第一处理器3500一体化集成为第二集成压力脉搏波传感器,将压力传感器2300、模拟开关2400、译码器2600和第一处理器3500集成为一个模块单元甚至一体化集成为单一的集成电路,能够减少压力传感器2300与其它部件之间众多连线的长度、减少第一处理器3500传输控制信号给模拟开关2400的距离,有效避免第一处理器3500控制压力传感器2300的压力传感单元按时序检测时引入干扰,提高控制的稳定性,这样即可以增加可靠性、同时还有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积。
实施例八:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器在实施例七的基础上增加了恒流驱动电路,以在实施例七的基础上增加恒流驱动电路为例进行说明。
请参考图8,恒流驱动电路2700设置在电源输入装置2100和惠斯通电桥之间,恒流驱动电路2700包括采样电阻2710,恒流驱动电路2700连接电源输入装置2100和惠斯通电桥。
具体地,恒流驱动电路2700的输出通过第一模拟开关2411连接惠斯通电桥的第一节点2311,惠斯通电桥的第三节点2313通过第三模拟开关2413连接采样电阻2710。
本实施例中,在电源输入装置2100和惠斯通电桥之间设置恒流驱动电路2700,为该压力脉搏波传感器提供恒流驱动,尤其是,通常压敏电阻对温度具有依赖性,压力传感单元采用恒流驱动可以在一定的温度范围(比如0℃-50℃)减少温度依赖性,能够提高压力传感单元检测的准确性和稳定性。
在其它实施例中,模拟开关2400、恒流驱动电路2700、译码器2600和第一处理器3500一体化集成为第四处理器,即模拟开关2400、译码器2600和恒流驱动电路2700集成在第一处理器3500内,能够缩短部件之间的连接距离,同时有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积。
在其它实施例中,恒流驱动电路2700、压力传感器2300、模拟开关2400、译码器2600和第一处理器3500一体化集成为第三集成压力脉搏波传感器,将恒流驱动电路2700、压力传感器2300、模拟开关2400、译码器2600和第一处理器3500集成为一个模块单元甚至一体化集成为单一的集成电路,能够减少压力传感器2300与其它部件之间众多连线的长度、减少第一处理器3500传输控制信号给模拟开关2400的距离,有效避免第一处理器3500控制压力传感器2300的压力传感单元按时序检测时引入干扰,提高控制的稳定性,同时有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积;而且惠斯通电桥共用同一个恒流驱动电路,也有利于减少该压力脉搏波传感器的体积,实现该压力脉搏波传感器的微型化。
实施例九:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器在上述任一实施例的基础上增加了无线通信装置,以在实施例八的基础上增加无线通信装置为例进行说明。
请参考图9,本实施例中,信号接口3200还包括无线通信装置3800,无线通信装置3800连接电源输入装置2100和第一处理器3500,无线通信装置3800用于与外部通信,如将第二压力数字信号和血压值通过无线传输的方式传输给外部设备。
本实施例中,设置无线通信装置3800,增加了无线通信方式,能够与具有无线通信的外部设备通信,方便用户的使用。
在其它实施例中,模拟开关2400、恒流驱动电路2700、无线通信装置3800、译码器2600和第一处理器3500一体化集成为第五处理器,即将模拟开关2400、无线通信装置3800、译码器2600和恒流驱动电路2700集成在第一处理器3500内,能够缩短部件之间的连接距离,同时有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积。
在其它实施例中,无线通信装置3800、恒流驱动电路2700、压力传感器2300、模拟开关2400、译码器2600和第一处理器3500一体化集成为第四集成压力脉搏波传感器,将无线通信装置3800、恒流驱动电路2700、压力传感器2300、模拟开关2400、译码器2600和第一处理器3500集成为一个模块单元甚至一体化集成为单一的集成电路,能够减少压力传感器2300与其它部件之间众多连线的长度、减少第一处理器3500传输控制信号给模拟开关2400的距离,有效避免第一处理器3500控制压力传感器2300的压力传感单元按预定时序检测时引入干扰,提高控制的稳定性,这样即可以增加可靠性、同时还有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积。
实施例十:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器在上述任一实施例的基础上增加了电源管理装置,以在实施例九的基础上增加电源管理装置为例进行说明。
请参考图10,本实施例中,电源输入装置2100还包括电源管理装置2110,电源管理装置2110连接电源输入端2101、电源输出端2102和电源地2103,电源管理装置2110用于管理外部输入的电源,如对外部输入的电源进行电压变换处理,使得输入任意电压的电源转换为该压力脉搏波传感器能够适应的电压电源。
本实施例中,增加了电源管理装置2110,能够提高该压力脉搏波传感器对输入电源的适应性,从而提高其可靠性。
在其它实施例中,模拟开关2400、恒流驱动电路2700、无线通信装置3800、译码器2600、电源管理装置2110和第一处理器3500一体化集成为第六处理器,即模拟开关2400、恒流驱动电路2700、无线通信装置3800、译码器2600和电源管理装置2110集成在第一处理器3500内,能够缩短部件之间的连线长度,这样即可以增加可靠性、同时还有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积。
在其它实施例中,电源管理装置2110、无线通信装置3800、恒流驱动电路2700、压力传感器2300、模拟开关2400、译码器2600和第一处理器3500一体化集成为第五集成压力脉搏波传感器,将电源管理装置2110、无线通信装置3800、恒流驱动电路2700、压力传感器2300、模拟开关2400、译码器2600和第一处理器3500集成为一个模块单元甚至一体化集成为单一的集成电路,能够减少压力传感器2300与其它部件之间众多连线的长度、减少第一处理器3500传输控制信号给模拟开关2400的距离,有效避免第一处理器3500控制压力传感器2300的压力传感单元按预定时序检测时引入干扰,提高控制的稳定性,这样即可以增加可靠性、同时还有利于缩小该压力脉搏波传感器的体积。
实施例十一:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器在上述任一实施例的基础上增加了大气压传感器和温度传感器,以在实施例十的基础上增加大气压传感器和温度传感器为例进行说明。
请参考图11,本实施例中,该压力脉搏波传感器还包括大气压传感器4390和温度传感器3900,大气压传感器4390和温度传感器3900分别与第一处理器3500连接。
大气压传感器4390用于测量环境大气压得到大气压值,大气压传感器4390还用于将大气压值传输给第一处理器3500,第一处理器3500可以对大气压值进行处理或者直接通过信号接口3200(或输出连接端子2500)传输给外部设备。特别是,当压力传感器2300为绝对压传感器时,可以通过大气压传感器4390的测量值及绝对压传感器2300的测量值,计算出相对压的压力值。
温度传感器3900用于测量该压力脉搏波传感器内部的温度,尤其是压力传感器2300的温度。温度传感器3900可以靠近压力传感器2300设置,使得温度传感器3900能够更准确测量压力传感器2300的温度。温度传感器3900测量压力传感器2300的温度,并将温度值传输给第一处理器3500,第一处理器3500可以直接通过信号接口3200(或输出连接端子2500)传输给外部设备。第一处理器3500还可以根据温度值对该压力脉搏波传感器进行控制,如当温度值过高或过低时,关闭该压力脉搏波传感器的检测,以便对该压力脉搏波传感器进行保护且保证压力测量精度。
本实施例中,增加大气压传感器4390和温度传感器3900,能够对大气压和温度进行监测,基于大气压和温度的检测能够实现安全防护,有利于提高该压力脉搏波传感器的使用寿命。而且,温度传感器3900的测量值还可以用于压力传感器的温度补偿。
在其它实施例中,也可以仅增加大气压传感器4390和温度传感器3900中的一者,也能够起到一定的安全防护作用。
实施例十二:
本实施例提供一种压力脉搏波传感器,该压力脉搏波传感器在上述任一实施例的基础上增加了启停开关,以在实施例十一的基础上增加启停开关为例进行说明。
请参考图12,本实施例中,该压力脉搏波传感器还包括启停开关4001,启停开关4001连接第一处理器3500,启停开关4001用于控制该压力脉搏波传感器的启动和关闭。
启停开关4001可以为实体按键,用户能够手动直接操作该压力脉搏波传感器的启动和关闭,方便用户的操作使用。
在其它实施例中,启停开关4001还可以设置于电源输入装置2100与其它部件之间,用于控制该压力脉搏波传感器的电源供应的启动和关闭。
以上使用具体个例对本发明进行阐述,只适用于帮助理解本发明,不能以此限制本发明的其它应用。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (23)
1.一种压力脉搏波传感器,用于检测动脉的压力脉搏波信号,其特征在于,包括:电源输入装置、控制连接端子、压力传感器、模拟开关和输出连接端子;
所述电源输入装置包括电源输入端、电源输出端和电源地,所述电源输入装置从外部输入电源、为所述压力脉搏波传感器提供电源;
所述压力传感器包括至少三个压力传感单元,所述压力传感单元用于检测第一压力信号,所述第一压力信号用于生成动脉的压力脉搏波信号;所述压力传感单元包括压敏电阻;所述压敏电阻与所述模拟开关串联连接、作为桥臂组成惠斯通电桥,或所述压敏电阻作为桥臂组成惠斯通电桥、所述模拟开关连接所述惠斯通电桥;所述惠斯通电桥包括:第一节点、第二节点、第三节点和第四节点,所述第一节点与所述第三节点相对,所述第二节点与所述第四节点相对;
所述模拟开关具有控制端;
所述控制连接端子连接所述模拟开关的所述控制端,所述控制连接端子通过所述控制端控制所述模拟开关的通断,进一步控制所述压力传感单元按预定时序检测所述第一压力信号;
所述输出连接端子用于输出所述第一压力信号。
2.如权要求1所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
所述模拟开关包括第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关和第四模拟开关;
所述惠斯通电桥的至少三个节点分别连接所述模拟开关,包括:
所述第一节点通过所述第一模拟开关连接所述电源输出端,和/或,所述第三节点通过所述第三模拟开关连接所述电源地;
及,所述第二节点通过所述第二模拟开关连接所述输出连接端子,所述第四节点通过所述第四模拟开关连接所述输出连接端子。
3.如权利要求1所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
还包括译码器,所述控制连接端子通过所述译码器连接所述模拟开关的所述控制端;所述译码器接受来自所述控制连接端子的控制信号,并将所述控制信号进行译码并输出译码信号,所述控制连接端子通过所述译码器控制所述压力传感单元按预定时序检测所述第一压力信号。
4.如权利要求3所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,所述模拟开关和所述译码器一体化集成为模拟多路选择器。
5.如权利要求1所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
还包括恒流驱动电路,所述恒流驱动电路包括采样电阻;所述恒流驱动电路连接所述电源输入装置及所述惠斯通电桥;
所述恒流驱动电路连接所述惠斯通电桥,包括:所述恒流驱动电路的输出直接或间接地连接所述惠斯通电桥的所述第一节点,所述惠斯通电桥的所述第三节点直接或间接地通过所述采样电阻连接所述电源地。
6.如权利要求1所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,还包括模拟预处理单元;所述模拟预处理单元连接所述输出连接端子;所述第二节点直接或间接地连接所述模拟预处理单元,所述第四节点直接或间接地连接所述模拟预处理单元;所述模拟预处理单元用于从所述压力传感器获取所述第一压力信号,并将所述第一压力信号进行放大处理得到第二压力信号,所述输出连接端子用于输出所述第二压力信号。
7.如权利要求6所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,还包括数字预处理单元;所述数字预处理单元设置在所述模拟预处理单元和所述输出连接端子之间;所述数字预处理单元用于从所述模拟预处理单元获取所述第二压力信号,将所述第二压力信号转换为第一压力数字信号;所述输出连接端子用于输出所述第一压力数字信号。
8.如权利要求1至7任一项所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,所述电源输入装置还包括所述电源管理装置,所述电源管理装置连接所述电源输入端、所述电源输出端及所述电源地,用于管理外部输入的电源。
9.如权利要求1至7任一项所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,所述压力传感单元为绝压压力传感单元。
10.如权利要求1至7任一项所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
还包括大气压传感器,所述大气压传感器连接所述输出连接端子,所述大气压传感器用于测量环境大气压;
和/或,还包括温度传感器,所述温度传感器连接所述输出连接端子,所述温度传感器靠近所述压力传感器设置,所述温度传感器用于测量所述压力传感器的温度;
和/或,还包括启停开关,所述启停开关连接所述电源输入装置,所述启停开关用于控制所述压力脉搏波传感器的启动和关闭。
11.一种压力脉搏波传感器,用于检测动脉的压力脉搏波信号,其特征在于,包括:电源输入装置、压力传感器、模拟开关、第一处理器和信号接口;
所述电源输入装置包括电源输入端、电源输出端、电源地,所述电源输入装置从外部输入电源、为所述压力脉搏波传感器提供电源;
所述压力传感器包括至少三个压力传感单元,所述压力传感单元用于检测第三压力信号,所述第三压力信号用于生成动脉的压力脉搏波信号;所述压力传感单元包括压敏电阻;所述压敏电阻与所述模拟开关串联连接、作为桥臂组成惠斯通电桥,或所述压敏电阻作为桥臂组成惠斯通电桥、所述模拟开关连接所述惠斯通电桥;所述惠斯通电桥包括:第一节点、第二节点、第三节点和第四节点,所述第一节点与所述第三节点相对,所述第二节点与所述第四节点相对;
所述模拟开关具有控制端;
所述第一处理器连接所述模拟开关的所述控制端,所述第一处理器通过所述控制端控制所述模拟开关的通断,进一步控制所述压力传感单元按预定时序检测所述第三压力信号;
所述第一处理器还包括依次连接的模拟预处理单元、数字预处理单元和计算处理单元;所述模拟预处理单元接受来自被选中的所述压力传感单元的所述第三压力信号、加以放大处理、得到第四压力信号,所述数字预处理单元将所述第四压力信号转换为第二压力数字信号;所述处理单元根据所述第二压力数字信号计算得到所述血压值;
所述信号接口连接所述第一处理器,所述第一处理器通过所述信号接口与外部通信,输出所述第二压力数字信号和所述血压值。
12.如权要求11所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
所述模拟开关包括第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关和第四模拟开关;
所述惠斯通电桥的至少三个节点分别连接所述模拟开关,包括:
所述第一节点通过所述第一模拟开关连接所述电源输出端,和/或,所述第三节点通过所述第三模拟开关连接所述电源地;
及,所述第二节点通过所述第二模拟开关连接所述第一处理器,所述第四节点通过所述第四模拟开关连接所述第一处理器。
13.如权利要求11所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,所述模拟开关及所述第一处理器一体化集成为第二处理器;
和/或,所述压力传感器、所述模拟开关及所述第一处理器一体化集成为第一集成压力脉搏波传感器。
14.如权利要求11所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
还包括译码器,所述第一处理器通过所述译码器连接所述模拟开关的所述控制端;所述译码器接受来自所述第一处理器的控制信号,并将所述控制信号进行译码并输出译码信号,所述第一处理器通过所述译码器控制所述压力传感单元按预定时序检测所述第三压力信号。
15.如权利要求14所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
所述模拟开关和所述译码器一体化集成为模拟多路选择器;
和/或,所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第三处理器;
和/或,所述压力传感器、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第二集成压力脉搏波传感器。
16.如权利要求14所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
还包括恒流驱动电路,所述恒流驱动电路包括采样电阻;所述恒流驱动电路连接所述电源输入装置及所述惠斯通电桥;
所述恒流驱动电路连接所述惠斯通电桥,包括:所述恒流驱动电路的输出直接或间接地连接所述惠斯通电桥的所述第一节点,所述惠斯通电桥的所述第三节点直接或间接地通过所述采样电阻连接所述电源地。
17.如权利要求16所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第四处理器;
和/或,所述压力传感器、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第三集成压力脉搏波传感器。
18.如权利要求16所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,所述信号接口包括无线通信装置;所述无线通信装置连接所述第一处理器。
19.如权利要求18所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
所述无线通信装置、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第五处理器;
和/或,所述压力传感器、所述无线通信装置、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第四集成压力脉搏波传感器。
20.如权利要求18所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,所述电源输入装置还包括所述电源管理装置,所述电源管理装置连接所述电源输入端、所述电源输出端及所述电源地,用于管理外部输入的电源。
21.如权利要求20所述的压力脉搏波传感器,其特征在于:
所述电源管理装置、所述无线通信装置、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第六处理器;
和/或,所述压力传感器、所述电源管理装置、所述无线通信装置、所述恒流源驱动电路、所述模拟开关、所述译码器及所述第一处理器一体化集成为第五集成压力脉搏波传感器。
22.如权利要求11至21任一项所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,所述压力传感单元为绝压压力传感单元。
23.如权利要求11至21任一项所述的压力脉搏波传感器,其特征在于,还包括大气压传感器,所述大气压传感器连接所述输出连接端子或所述第一处理器,所述大气压传感器用于测量环境大气压。
和/或,还包括温度传感器,所述温度传感器连接所述输出连接端子或所述第一处理器,所述温度传感器靠近所述压力传感器设置,所述温度传感器用于测量所述压力传感器的温度。
和/或,还包括启停开关,所述启停开关连接所述第一处理器或所述电源输入装置,所述启停开关用于控制所述压力脉搏波传感器的启动和关闭。
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