JP3216303B2 - 血圧計の圧力測定装置 - Google Patents

血圧計の圧力測定装置

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JP3216303B2
JP3216303B2 JP04656893A JP4656893A JP3216303B2 JP 3216303 B2 JP3216303 B2 JP 3216303B2 JP 04656893 A JP04656893 A JP 04656893A JP 4656893 A JP4656893 A JP 4656893A JP 3216303 B2 JP3216303 B2 JP 3216303B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電子血圧計の圧力測定
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電子血圧計は、カフ内の空気圧を
検出し、電気信号に変換する必要がある。そのためカフ
圧を測定する圧力測定装置を備えている。従来、この圧
力測定装置としては、コンデンサ、抵抗等の回路素子を
含む発振回路とカウンタを備え、圧力に応じて例えばコ
ンデンサの容量を変化させ、発振回路の発振パルスの周
波数を変化させ、所定時間内におけるパルス数をカウン
タで数して、圧力を測定することがある。図7は、こ
の種の圧力測定装置の発振回路の一例を示しており、静
電容量式の圧力センサS、抵抗R1 、R2 、インバータ
(OR回路をインバータとして使用)I1 、I2 、I3
から構成されている。この発振回路で発生したパルス信
号OUT1は図6に示すように、CPU1内のパルス用
のカウンタ2で、パルス・カウント用の制御信号の規制
する所定時間内でカウントされる。このカウンタ2のカ
ウント値は、圧力に応じたものとなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の、圧力
によって周波数の変化する発振回路のパルスをカウンタ
数する圧力測定装置では、測定分解能を高くするに
は、周波数fを大きくするとよい。従来の圧力測定装置
では、発振回路の出力パルスを、所定時間だけ、カウン
トするものであり、例えば図4に示すように、パルスカ
ウント用制御信号によるT期間にパルスの立上がり点
(波形の計数すべき変化点)でカウントするものとする
と、カウンタでカウントされるのは、図4の例ではN=
6発であり、制御信号によるカウント期間Tの始点か
ら、1発目のパルスの立上がりまでの時間t1 が切り下
げられ、制御信号によるカウント期間Tの終点から、次
のパルスの立上がりまでの時間t2 は切上げられること
になり、t2 −t1 の誤差となる。カウントするパルス
の周波数が高いほど、時間t1 、t2 が小さくなるの
で、測定分解能は発振回路の周波数に依存する。つまり
周波数が高いほど、測定分解能が高くなる。そこで、周
波数を大きくするために、上記CR発振回路では圧力セ
ンサの静電容量、あるいは抵抗を小さくすればよい。し
かしながら、静電容量、あるいは抵抗を小さくして周波
数を大きくすると、発振が不安定になり環境温度、湿度
や電源電圧の変動に対して安定性が悪くなるという問題
がある。安定性が悪くなるとは、具体的には、一定圧力
値に対する周波数、あるいは圧力変化量に対する周波数
変化量が変動してしまう、ということであり、圧力測定
装置の測定精度を高くすることができない。
【0004】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、安定性を損なうことなく測定分解能の
高い電子血圧計の圧力測定装置を提供することを目的と
している。
【0005】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
目的を達成するために、次の手段を備えている。
【0006】特許請求の範囲の請求項記載の血圧計の
圧力測定装置は、回路素子を含む発振回路とカウンタを
備え、圧力に応じて回路素子の定数を変化させて前記発
振回路の発振パルスの周波数を変化させ、所定時間内に
おける前記パルスをカウンタで計数するようにしたもの
において、前記所定時間の始点から、前記パルスの最初
の計数時点まで及び、所定時間の終点から次のパルスの
変化時点までを計時するタイマを備え、このタイマの測
定値で、前記カウンタの計数値を補正するようにしてい
る。
【0007】この血圧計の圧力測定装置では、圧力に応
じたパルス数をカウントするとともに、所定時間の始点
から、最初のパルスの計数時点(立上がり点)と、所定
時間の終点から、例えば次のパルスの立上がりまでの時
間をタイマ計測し、パルスのカウント値に対し、この時
間による誤差分を補正するので、安定性を損なうことな
くより高分解能の測定を行うことができる。
【0008】請求項記載の血圧計の圧力測定装置は、
回路素子を含む発振回路とカウンタを備え、圧力に応じ
て回路素子の定数を変化させて前記発振回路の発振パル
スの周波数を変化させ、所定時間内における前記パルス
をカウンタで計数するようにしたものにおいて、前記所
定時間の始点を、前記パルスの波形の計数すべき変化点
に一致させる手段と、所定時間の終点から次のパルスの
変化点までを計時するタイマを備え、このタイマの測
定値で前記カウンタの計数値を補正するようにしてい
る。
【0009】この圧力測定装置では、所定時間の始点
と、カウントするパルスの計数時点を一致させており、
補正のための計時は、所定時間の終点部分のみでよく、
補正のための処理が簡単である。
【0010】
【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図2は、この発明の一実施例を示す電子血
圧計の圧力測定装置の発振回路の接続図である。この発
振回路はインバータI1 、I2 、I3 が縦続接続され、
インバータI3の出力端と、インバータI1 の入力端間
に、抵抗R1 、R2 が直列に接続され、さらに抵抗R1
とR2 の接続点と、インバータI2 の出力端間に、静電
容量式の圧力センサSが接続されている。このような構
成を持つ発振回路は図7に示す回路と同様であるが、こ
の実施例発振回路はさらにインバータI1 の出力端とア
ース間にコンデンサC1 と抵抗R3 からなる微分回路5
と、インバータI2 の出力端に設けられるコンデンサC
2 と抵抗R4 からなる微分回路6が設けられいる。さら
に、この微分回路5のコンデンサC1 と抵抗R3 の接続
点よりの出力P2 と、微分回路5のコンデンサC2 と抵
抗R4 の接続点よりの出力P1 がOR回路Gを介して、
出力信号OUT2 として出力されている。この実施例回
路は、図7に示す従来の発振回路に加えて2つの微分回
路5、6を付加したものであり、図7に示す発振回路の
出力をOUT1 とすると、その波形は図3に示す通りと
なる。さらに、図2の回路の信号P1 、P2 の波形及び
出力信号OUT2 の波形も、OUT1 に対応させて、図
3に示している。微分回路6で出力される波形P1 は、
OUT1 の立ち上がり波形を微分したものであり、逆に
微分回路5からの信号P 2 の波形は、OUT1 の信号を
反転したものを微分したものであり、これらの信号波形
をOR出力処理すると図3に示すOUT2 の波形とな
り、図3でも明らかなようにOUT1 の波形に対し、周
波数が2倍に逓倍された出力OUT2 が得られる。この
実施例発振回路では、抵抗R1 、R2 及び圧力センサS
の静電容量を安定性を確保できる限界まで小さくなした
ものとすると、同じ抵抗値及び静電容量であれば、図7
の回路に比して2倍の周波数の発振出力を送ることがで
き、この出力をカウンタでカウントすれば、より性能の
高い圧力測定を行うことができる。
【0011】図1は、この発明の他の実施例を示す圧力
測定装置の構成を示すブロック図である。図1の回路に
おいては、CPU1内に発振回路で発振された出力をカ
ウントするためのパルス用カウンタ2と、システムクロ
ック信号をカウントする時間差用カウンタ3を備えてお
り、CPU1にはシステムクロックと発振回路出力信号
OUTと、パルスカウント用制御信号を入力している。
発振回路出力信号OUTは、図2や図7の発振回路より
出力されるパルスである。ここでは、OUT1 、OUT
2 のいずれであってもよいが、図2の出力信号OUT2
を使用すれば、より分解能が上がることは当然である。
システムクロックはこの発振回路出力パルスよりも遙か
に周波数の高いパルス信号であり、時間差用カウンタ3
にも入力される。パルスカウント用制御信号は、一定の
時間T(所定時間)を規制する信号であり、この信号
が、加えられる間(図4、図5ではローレベル)、発振
回路出力OUTをパルス用カウンタ2に入れ、カウント
する。
【0012】この回路によって、圧力を計数する場合
の、波形を図4、図5に示している。図4は、パルスカ
ウンタ用制御信号Tの始点と終点が発振回路出力OUT
の立ち上がり点よりずれている場合のタイムチャートで
あり、図5は発振回路出力OUTの立ち上がりに合わせ
て、パルスカウント用の制御信号を開始させている場合
のタイムチャートである。
【0013】上記図1の実施例回路において、パルスカ
ウント用制御信号がハイからローに落ちると、このタイ
ミングからパルスカウント動作が開始可能となる。図4
の場合は、パルスカウント用カウンタ2で、パルスカウ
ント用制御信号が入力された時点P1 では、発振回路出
力OUTの波形が立ち上がり点ではなく、したがってパ
ルス用カウンタ2は発振回路出力OUTの立ち上がり点
が到来するまで、カウントしない。パルスカウント用カ
ウンタは、発振回路出力OUTの立上がり点が到来する
と1を計数し、以後図4に示すように発振回路出力OU
T1の1、2、3、4、5、6と数字で示す立ち上がり
点で、6発の値をカウントすることになる。また、パル
スカウント用制御信号が、ローからハイになると、つま
り終点となると、図示例で発振回路出力OUT1の波形
は、6回目の立ち上がり点をちょっと過ぎた地点であ
り、すでに6発目をカウントした状態にある。したがっ
て、パルスカウント用のカウンタ2でカウントされるカ
ウント値N(=6)は、パルスカウント用制御信号の始
点P1 から発振回路OUT1 の最初の立ち上がり位置P
2 まで、つまりP1 、P2 の間に相当するt1 の間のカ
ウンタを切り下げており、逆に制御信号の終点P3 から
次の発振回路出力OUT1 の立ち上がり点P4までのP
3 、P1 の間のt2 期間は切り上げられている。しか
し、この実施例では、時間差用制御信号生成回路4で、
パルスカウント用制御信号の始点P1 から発振回路出力
OUTの最初の立ち上がり点P2 までの期間t1 にロー
となり、パルスカウント用制御信号の終点P3 から発振
回路出力OUTの次の立ち上がり点P4 までの期間t2
にローとなる時間差用制御信号を発生し、これを時間差
用カウンタ3に入力している。そしてこの制御信号が加
えられるt1 の期間システムクロックパルスを計数し、
この期間t1 を測定し、同様に期間t2 についても、こ
の間の時間を計測する。
【0014】パルスのカウント期間Tの間のパルス数
N’は、N’=N×{T/(T−t1+t2 )}とな
る。したがって、t1 、t2 の期間をも考慮した非常に
測定分解能の良いシステムクロックの周波数に依存する
性能の高い測定を行うことができる。すなわち、システ
ムクロックが発振回路の周波数より大きい場合、測定分
解能が向上することになる。
【0015】図5の波形はパルスカウント用制御信号の
始点と、発振回路出力OUTの立ち上がり点とを同期
(一致)させたものであり、必ずパルスカウント用制御
信号の始点は、発振回路出力に一致させているので時間
1 の測定は不要であり、時間t2 のみの測定でよく、
簡単な計算式でTの間のパルス数を計数することができ
る。
【0016】具体例として今、発振回路出力信号OUT
の周波数f=2.0MHzとし、T=2500nsと
し、図5の場合には、t2 を500nsとすると、本発
明の実施例によりN’=N×2500/(2500−0
+500)≒N×0.83=5.0となり、パルス用カ
ウンタ2のみのカウントであるとN=6となるに対し、
補正された真値に近いカウント値を出すことができる。
【0017】また、図4の場合で、Tの期間を3100
ns、期間t2を400ns、期間t2を300nsとす
ると、従来のカウント値がN=6となり、この発明の実
施例であるとN’=N×{3100/(3100−40
0+300)}≒N×1.03=6.18となり、期間
1、t2分が補正されたより精度の良い測定を行うこと
ができることが分かる。
【0018】
【発明の効果】求項1記載の発明によれば、所定時間
の始点から、パルスの最初の計数時点まで及び所定時間
の終点から次のパルスの変化時点までを計時するタイマ
を設け、このタイマの測定値で、カウンタの計数値を補
正するようにしているので、分解能の良い測定を行うこ
とができ、しかも所定時間をパルスの計数時点に関係な
く入力できるので、一定のサンプリング時間の測定を行
うことができる。
【0019】また請求項2記載の発明によれば、所定時
間の始点パルスの計時時点を一致させているので、
定時間の始点におけるパルス計数時点との時差の測定は
不要であり、終点の時差のみを計数すればよいので、簡
単な計算で比較的高分解能の圧力測定を行うことができ
る。
【0020】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す電子血圧計の圧力測
定装置のブロック図である。
【図2】この発明の他の実施例を示す電子血圧計の圧力
測定装置の発振回路を示す回路図である。
【図3】図2の発振回路の動作を示すための各部波形図
である。
【図4】図1に示す実施例圧力測定装置の動作を説明す
るための波形図である。
【図5】図1の実施例における他の動作態様を説明する
ための波形図である。
【図6】従来の電子血圧計の圧力測定装置を説明するた
めのブロック図である。
【図7】従来の圧力測定装置の発振回路を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
S 静電容量式圧力センサ R1 、R2 抵抗 I1 、I2 、I3 インバータ G OR回路 5、6 微分回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−113430(JP,A) 特開 昭55−130648(JP,A) 特開 平4−295287(JP,A) 特開 平3−159634(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/02 - 5/0295 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回路素子を含む発振回路とカウンタを備
    え、圧力に応じて回路素子の定数を変化させて前記発振
    回路の発振パルスの周波数を変化させ、所定時間内にお
    ける前記パルスカウンタで計数するようにした血圧計
    の圧力測定装置において、前記所定時間の始点から、前記パルスの最初の計数時点
    まで及び、所定時間の終点から次のパルスの変化時点ま
    でを計時するタイマを備え、このタイマの測定値で、前
    記カウンタの計数値を補正する ことを特徴とする血圧計
    の圧力測定装置。
  2. 【請求項2】回路素子を含む発振回路とカウンタを備
    え、圧力に応じて回路素子の定数を変化させて前記発振
    回路の発振パルスの周波数を変化させ、所定時間内にお
    ける前記パルスをカウンタで計数するようにした血圧計
    の圧力測定装置において、 前記所定時間の始点を、前記パルスの波形の計数すべき
    変化点に一致させる手段と、所定時間の終点から次のパ
    ルスの変化時点までを計時するタイマを備え、このタイ
    マの測定値で前記カウンタの計数値を補正することを特
    徴とする血圧計の圧力測定装置。
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