DE2923246C2 - Druckmeßgerät, insbesondere Blutdruckmesser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckmeßgerät insbesondere einen Blutdruckmesser, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Druckmeßgerät dieser Art (DE-OS 22 49 768) sollen Temperatureinflüsse dadurch eliminiert werden, daß die zweite Oszillatorschaltung so ähnlich aufgebaut ist wie die erste Oszillatorschaltung. Hierbei ist man von dem Gedanken ausgegangen, daß die beiden Oszillatorschaltungen stets denselben Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Steigt beispielsweise die Ausgangsfrequenz der ersten Oszillatorschaltung aufgrund einer Temperaturerhöhung in der Umgebung an. so vergrößert sich die Frequenz des Differenzsignals nicht in demselben Maße, da auch die Ausgangsfrequenz der zweiten Oszillatorschaltung. die derselben erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, ansteigt. Allerdings ist eine derartige Kompensationsmaßnahme nicht geeignet. Fehler aufgrund von Temperatureinflüssen oder anderen Einflüssen völlig auszuschalten. Nimmt man so z. B. an, daß bei einer Temperatur A das Verhältnis der Frequenz der ersten Oszillatorschaltung zu der Frequenz der zweiten Oszillatorschaltung 120:100 beträgt, was eine Differenz von 20 ergibt, so erhält man bei einer Erhöhung der Ausgangsfrequenzen aufgrund von Temperatureinflüssen von beipielsweise 20% ein Verhältnis von 144:120, was eine Differenz von 24 ergibt In diesem Beispiel ist das Meßergebnis also noch mit einem beträchtlichen Fehler behaftet Der Fehler ist zwar nicht so groß wie bei einer Schaltung ohne Kompensationseinrichtung, bei einer Blutdruckmessung z. B. kann es vorkommen, daß die Meßergebnisse unbrauchbar sind.

Ein ähnliches Gerät ist aus der DE-OS 29 00 628 bekannt. Bei dieser Schaltung gelangt das Au^gangssignal der ersten Oszillatorschaltung auf einen Eingang eines UND-Gliedes. Das Ausgangssignal der zweiten Oszillatorschaltung wird frequenzgeteilt und dann auf den zweiten Eingang des UND-Gliedes gegeben. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes steuert die Anzeige. Bei dieser Anordnung werden die Ausgangssignale der ersten Oszillatorschaltung also nur dann an die Anzeigeschaltung gegeben, wenn das in seiner Frequenz heruntergeteilte Ausgangssignal der zweiten Oszillatorschaltung das UND-Glied öffnet Steigt beispielsweise die Ausgangsfrequenz der ersten Oszillatorschaltung aufgrund von Temperatureinflüssen an. so erhöht sich auch die Ausgangsfrequenz der zweiten Oszillatorschaltung mit dem Ergebnis, daß das UND-Glied für entsprechend kürzere Zeit geöffnet wird, so daß nur entsprechend weniger Impulse an die Anzeige gelangen. Diese bekannte Schaltung hat also im wesentlichen den gleichen Aufbau -We die oben erläuterte bekannte Schaltung, so daß sich auch bei dieser Schaltung fehlerhafte Meßergebnisse ergeben können. Eine ähnliche Druckmeßeinrichtung ist auch noch bekannt aus »Funkschau« 1974, Heft 6. Seite 202,203.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckmeßgerät der eingangs genannten Art anzugeben, das genauere Meßergebnisse liefert als die bisher bekanntgewordenen, vergleichbaren Druckmeßgeräte.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß Fehler bei den hier in Frage ste^nden Schaltungen grundsätzlich auf einer prozentualen Änderung der Arbeitsfrequenzen beruhen, es iich also nicht um additive Größen handelt Das für die Anzeige der Meßgröße herangezogene Signal ist jedoch ein Differenzsignal, aus dem die prozentualen Fehler mit den oben erläuterten Maßnahmen nicht zu eliminieren sind. Anders als bei den bekannten Einrichtungen wird die Bezugsfrequenz nicht proportional zur Meßfrequenz erhöht, sondern es wird ein Korrektursignal herangezogen, um die Bezugsfrequenz (und in demselben Maße auch die Meßfrequenz) konstant zu halten. Erst durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht daß das Meßergebnis praktisch fehlerfrei ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

F i g. I ein Blockschaltbild eines Druckmeßgeräts.

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm der in Fig. I gezeigten, die Meßfrequenz abgebenden Oszillator· schaltung, und

F i g. 3 eine quarzstabilisierte Oszillatorschaltung.

In Fig. 1 sind die einzelnen Elemente eines Druckmeßgeräts in Form von Blockschaltbildsymbolen angedeutet. Ein Druckaufnehmer 1 steht mit einer ein Mikrophon enthaltenden Manschette 2, einer Schaltventilanordnung und einer Oszillatorschaltung 100 in

Verbindung. Der Druckaufnehmer 1 enthält eine Druckmeßdose, au," üer ein Fr^rr^ricarit-Kem (nicht gezeigt) befestigt ist. Dieser Kern taucht in Abhängigkeit von dem auf die Meßdose wirkenden Druck mehr oder weniger tief in eine Spule ein, die Bestandteil der Oszillatorschaltung 100 ist. Ein von dem Mikrophon abgegebenes Signal gelangt an den Eingang eines Verstärkers und Filters 4. Diese Seh<siiuiigs:tnui<Ji.<ir>£ gibt ein Ausgangssignal an eine Logikschaltung 5.

Die Logikschaltung 5 hat die Aufgabe, verschiedene Funktionen des Druckmeßgerätes zu steuern, so beispielsweise die Darstellung des Meßwertes auf der Anreir?<-ipriehtung, und die Funktion des Verstärkers und Filters 4. Als weitere Eingangsgröße empfängt die Logikschaltung 5 ein Ausgangssignai der Schaltventilanordnung 3. Die in F i g. 1 mit den Bezugszeichen 1,2,3,4 und 5 bezeichneten Bauelemente dienen dazu, die Ablauffolge der einzelnen, bei einer Blutdruckmessung erforderlichen Tätigkeiten weitgehend zu automatisieren.

Wesentlicher Bestandteil des Druckmeßgerätes ist der in F i g. 1 in der oberen Hälfte dargestellte Teil der Schaltung. Wie bereits oben angesprochen wurde, verändert die Stellung des auf der Druc'cmeßdose befestigten Spulenkerns die Schwingungsfrequenz der Oszillatorschaltung 100. Die Oszillatorschaltung 100 gibt ein Signal mit der Meßfrequenz fx ab. Eine zweite Oszillatorschaltung 200 gibt eine feste Bezugsfrequenz fo ab. Um die beiden relativ hochfrequenten Signale für die Weiterverarbeitung aufzubereiten, werden sie jeweils einer als Zähler ausgebildeten Frequenzteilerschaltung 150 bzw. 250 zugeführt. Die Ausgänge der Frequenzteiler sind an jeweils einen Eingang einer Subtraktionsschaltung 500 gelegt. Das Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 500 ist das Differenzsignal to-ix. Dieses dem Meßwert proportionale Differenzsignal gelangt gleichzeitig an einen Zähler 7s für den systolischen Wert und an einen Zähler 7d für den diastolischen Wert. Die beiden Zähler sind zusätzlich mit einer Decodier- und Treiberschaltung ausgerüstet, um die jeweiligen Zählerstände auf den 7-Segment-Anzeigen 8s bzw. 8c/anzeigen zu können.

Von dem Zähler 250 wird weiterhin ein Signal abgegriffen, das zu einem programmierbaren Teiler 6 geleitet wird. Der programmierbare Teiler 6 dient zur Meßeinheit bezogenen Steuerung der Logikschaltung 5.

F i g. 2 zeigt die Oszillatorschaltung 100 in einzelnen. Die Schaltung enthält zwei Transistoren 7rl und /V2. Zwischen der + SV-Versorgungsspannung und dem Kollektor des Transistors Tr 1 liegen die Widerstände Al und R2. Zwischen dem Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände und Hie Basis des Transistors Tr\ ist ein Widerstand Ri geschaltet, der Verbindungspunkt liegt über »inen Kondensptor Ci auf Masse. Die Basis des Transistors Tr\ liegt über einen Widerstand /?4 auf Masse, der Emitter über einen Widerstand R5 und einen hierzu parallelgesihalteten Kondensator C3. An dem Emitter des Transistors 7>2, der über einen Widerstand R6 auf Masse liegt, wird das Signal mit der Meßfrequenz fx abgegriffen. Die Schwingungsfrequenz dieses astabilen Multivibrators wird durch eine Schaltung festgelegt, die die Kondensatoren CA bis CJ, eine Kapazitätsdiode VrI und die Spule 101 enthält Die in Fig.2 gezeigte Spule 101 hat eine Induktivität, die von der Eintauchtiefe des auf der Druckmeßdose befestigten Kerns abhängt.

Die Oszillatorschaltung 200 ist identisch wie die Oszillatorschaltung 100 ausgebildet, mit der Ausnahme, daß anstelle der veränderbaren Induktivität 101 eine fest eingestellte Induktivität vorgesehen ist, so daß die Schaltung 200 eine Bezugsfrequenz fo anstelle der variablen Frequenz fx abgibt

Derartige Oszillatorschaltungen sind mit Fehlern behaftet, die z. B. von Temperaturschwankungen und/ oder Schwankungen in der Netzspannung abhängen. Solche Schwankungen wurden bei dem Meßgerät zu fehlerhaften Anzeigewerten führen. Um zu gewährleisten, daß der angezeigte Wert stets dem tatsächlich vorhandenen Druck entspricht, ist eine Kompensationsschaltung vorgesehen. Diese bestel.. aus einer phasenstarren Schleife (PLL-Schaltung).

Die Kompensationsschaltung umfaßt eine dritte Oszillatorschaltung 300, die in Fig. 3 de'ailliert dargestellt ist. Die Schaltung enthält einen Schwingquarz JOl₁ der mit Kondensatoren CS und C9, einem Inverter 302 und einem Widerstand RS geschaltet ist.

Diese Oszillatorschaltung 300 gibt eine stabilisierte Bezugsfrequenz frei ab. Wie man aus F i g. 1 erkennt» wird das Signal frei von einem Frequenzteiler 350 entsprechend dem Signal fo heruntergeteilt. Die Signale frei und fo werden an die beiden Eingänge eines Phasenvergieichers 400 gelegt Der Phasenvergleicher 400 gibt ein Ausgangssignai in Form einer Spannungsamplitude ab, die von der Phasendifferenz zwischen den beiden Eingangssignalen abhängt. Das Ausgangssignal wird als Korrekturspannung sowohl der ersten Oszillatorschaltung 100 als auch der zweiten Oszillatorschaltung 200 zugeführt. Die Korrekturspannung ist in F i g. 2 mit Ureg bezeichnet.

Die Korrekturspannung U_re_g gelangt über einen Widerstand RI an den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator CJ und der Kapazitätsdiode oder des Varactors VrI. Abhängig von der Amp'itude der Korrekturspannung ändert sich die Kapazität des Bauelements VrI. Dies wiederum hat zur Folge, daß sich die Schwingungsfrequenz der Oszillatorschaltung 100 entsprechend ändert. Sollten also Abweichungen des Signals fo vorhanden sein, so wird durch die Phasenklammerung erreicht, daß dieser Bezugswert stets auf die gev ünschte Größe eingeregelt wird. Hierdurch wird gewahrleistet, daß sowohl Jas Be/ugv

signal fo als auch das Meßsignal fx stets von Fehlern befrc .t tind, so daß die Anzeige sehr genau erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckmeßgerät, insbesondere Blutdru"kmesser, mit einem Druckaufnehmer, der ein frequenzbestimmendes Element einer ersten Oszillatorschaltung enthält, einer eine Bezugsfrequenz liefernden zweiten Oszillatorschaltung, die der ersten Oszillatorschaltung im wesentlichen nachgebildet ist, und einer Subtrahierschaltung, die die Ausgangssignale der ersten und zweiten Oszillatorschaltung subtrahiert und das Differenzsignal einer Druckanzeigeschaltung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine dritte Oszillatorschaltung (300) aufweisende Kompensationsschaltung vorgesehen ist, deren Ausgangssignal mit dem Ausgang der is zweiten Oszillatorschaltung (200) verglichen wird, und die abhängig von dem Vergleich ein Regelsignal an die erste und zweite Oszillatorschaltung (100,200) abgibt

2. Druckmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzci:hnet daß an die zweite Oszillatorschaltung (200) ein programmierbarer Teiler (6) angeschlossen ist, der über eine Logikschaltung (5) einen Zählerstand nach Maßgabe der gewünschten Druckeinheit zur Anzeige bringt

3. Druckmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das frequenzbestimmende Element als eine in der ersten Oszillatorschaltung (100) vorgesehene Spule (101) mit einem in diese eintauchenden, auf einer Druckmeßdose befestigten Ferrocaritkern ausgebildet ist

4. DruckneSgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Oszillatorschaltung (300) mit ihren. Ausgang an einem Eingang eines Phasenvergleichers (400) liegt, dessen anderem Eingang das Ausgar.jssignal der zweiten Oszillatorschaltung (200) zugeführt ist und daß die am Ausgang des Phasenvergleichers erzeugte Spannung der ersten und zweiten Oszillatorschaltung (100.200) als Korrektursignal zugeführt wird.