WO2017219542A1 - 生物传感器的信号自适应调节装置 - Google Patents

生物传感器的信号自适应调节装置 Download PDF

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WO2017219542A1
WO2017219542A1 PCT/CN2016/101869 CN2016101869W WO2017219542A1 WO 2017219542 A1 WO2017219542 A1 WO 2017219542A1 CN 2016101869 W CN2016101869 W CN 2016101869W WO 2017219542 A1 WO2017219542 A1 WO 2017219542A1
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potentiometer
biosensor
resistor
circuit
output
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PCT/CN2016/101869
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English (en)
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Inventor
张贯京
Original Assignee
深圳市贝沃德克生物技术研究院有限公司
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons

Definitions

  • the present invention relates to the field of biosensors, and in particular, to a signal adaptive adjustment device for a biosensor.
  • the output terminal is measured with a sensitive DC meter, and there is a slowly varying output voltage.
  • This phenomenon in which the input voltage is zero and the output voltage is not zero and changes slowly is called zero-point drift.
  • any change in parameters such as fluctuations in the supply voltage, aging of the component, and changes in the parameters of the semiconductor component as a function of temperature, will cause a drift in the output voltage.
  • the change in the parameters of the semiconductor device caused by the temperature change is the main cause of the zero drift phenomenon, so the zero drift is also called the temperature drift.
  • biosensors such as blood pressure sensors, pulse sensors, heart rate sensors, etc.
  • require very high sensitivity If the temperature drift of such biosensor circuits causes a significant change in the resistance value, the output voltage is not Stable, thus affecting the sensitivity of the biosensor.
  • bioelectrical signals such as blood pressure, pulse, or heart rate signals
  • the bioelectrical signals sensed by the biosensor's probe are also weak and weak, in order for the biosensor to output an appropriate signal strength.
  • the bioelectrical signal needs to be adaptively adjusted to the sensed bioelectrical signal before being output to obtain a stable bioelectrical signal.
  • the main object of the present invention is to provide a signal adaptive adjustment device for a biosensor, which aims to solve the problem that the biosensor circuit is not sensitive due to temperature drift and cannot adaptively adjust the strength of the biosignal.
  • the present invention provides a signal adaptive adjustment device for a biosensor, including a probe, a double throw switch, a first potentiometer, a second potentiometer, a third potentiometer, and a fourth Potentiometer a biosensor circuit and a microcontroller, the two outputs of the probe are connected to two inputs of the double throw switch, and one output of the double throw switch is connected to the input of the first potentiometer End, the other output of the double throw switch is connected to the input end of the second potentiometer, the output end of the first potentiometer is connected to the positive input end of the biosensor circuit, and the output end of the second potentiometer is connected To the negative input end of the biosensor circuit, the output end of the biosensor circuit is connected to the signal input end of the microcontroller, and one end of the third potentiometer is connected to the positive input end of the biosensor circuit, The other end of the three potentiometer is a ground terminal, one end of the three potentiometer is a ground
  • the first potentiometer includes a first balancing resistor and a first voltage stabilizing resistor
  • the second potentiometer includes a second balancing resistor and a second voltage stabilizing resistor, the first balancing resistor and the first A voltage stabilizing resistor is connected in series, and the second balancing resistor and the second voltage stabilizing resistor are connected in series.
  • one output end of the double throw switch is connected to an input end of the first balance resistor, and the other output end of the double throw switch is connected to an input end of the second balance resistor .
  • an output end of the first voltage stabilizing resistor is connected to a positive input terminal of the biosensor circuit
  • the output of the second voltage stabilizing resistor is connected to a negative input terminal of the biosensor circuit.
  • the microcontroller is connected to the control end of the first balancing resistor through a first control end, and the microcontroller is connected to the control end of the second balancing resistor through a second control end.
  • the third potentiometer includes a third balancing resistor and a third voltage stabilizing resistor
  • the fourth potentiometer includes a fourth balancing resistor and a fourth voltage stabilizing resistor.
  • one end of the third balancing resistor is connected in series with one end of the third voltage stabilizing resistor, the other end of the third balancing resistor is a ground end, and the other end of the third voltage stabilizing resistor is connected to the The positive input of the biosensor circuit.
  • one end of the fourth balancing resistor is connected in series with one end of the fourth voltage stabilizing resistor, and the other end of the fourth balancing resistor is connected to an output end of the biosensor circuit, the fourth voltage regulator The other end of the resistor is connected to the negative input of the biosensor circuit.
  • the microcontroller is connected to the control end of the third balancing resistor through a third control end, The microcontroller is connected to the control terminal of the fourth balancing resistor through a fourth control terminal.
  • the microcontroller is connected to the control terminal of the double-throwing switch through a fifth control end for automatically controlling the breaking or closing of the double-throwing.
  • the signal adaptive adjusting device of the biosensor of the present invention adopts the above technical solution, and achieves the following technical effects, which can automatically eliminate the circuit temperature drift phenomenon generated by the biosensor and eliminate the circuit.
  • the temperature drift phenomenon adversely affects the sensitivity of the biosensor, and can adaptively output a bioelectric signal of a suitable intensity according to the bioelectric signal strength of the measured object, thereby stabilizing the electrical characteristics of the biosensor output, and improving the biosensor.
  • Sensitivity the biosensor is adaptive to the bioelectrical signal strength of the measured object.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a preferred embodiment of a signal adaptive adjustment apparatus for a biosensor of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the circuit structure of a preferred embodiment of a signal adaptive adjusting device for a biosensor of the present invention.
  • the signal adaptive adjustment device of the biosensor includes a probe 1, a double throw switch 2, a first potentiometer 3, a second potentiometer 4, a third potentiometer 5, and a fourth potentiometer 6. , biosensor circuit 7 and microcontroller (MCU) 8.
  • the two outputs of the probe 1 are connected Up to two inputs of the double throw switch 2, one output of the double throw switch 2 is connected to the input of the first potentiometer 3, and the other output of the double throw switch 2 is connected to the second The input of potentiometer 4.
  • the output of the first potentiometer 3 is connected to the positive input of the biosensor circuit 7, the output of the second potentiometer 4 is connected to the negative input of the biosensor 7 circuit, and the output of the biosensor circuit 7 is connected to the micro a signal input end of the controller 8, one end of the third potentiometer 5 is connected to the positive input terminal of the biosensor circuit 7, the other end of the third potentiometer 5 is a ground end, and one end of the fourth potentiometer 6 is connected to the biosensor circuit The negative input terminal of 7 and the other end of the fourth potentiometer 6 are connected to the output of the biosensor circuit 7.
  • the double throw switch 2, the first potentiometer 3, the second potentiometer 4, the third potentiometer 5, and the fourth potentiometer 6 are all connected to the microcontroller 8.
  • the microcontroller 8 is used to control the double throw 2 switch, and the voltage generated by the biosensor circuit 7 due to the temperature drift phenomenon is adjusted to zero by adjusting the resistance values of the first potentiometer 3 and the second potentiometer 4.
  • the microcontroller 8 is further configured to control the double throw switch 2 closed ⁇ , and the bioelectric signal strength output by the biosensor 7 circuit is preset by adjusting the resistance values of the third potentiometer 5 and the fourth potentiometer 5. Within the intensity threshold range.
  • the microcontroller 8 is a microprocessor, a single chip microcomputer, a signal processing chip or a signal control chip having a signal control function in the prior art.
  • the preset intensity threshold range is preset and stored in the microcontroller 8 as the intensity criterion of the bioelectrical signal output by the biosensor circuit 7.
  • the biosensor circuit 7 uses a signal processing circuit of a biosensor (such as a blood pressure sensor, a pulse sensor, a heart rate sensor, etc.) in the prior art, and generally includes a digital-to-analog (A/D) conversion circuit, a signal filter circuit, and the like. No specific explanation.
  • the first potentiometer 3 includes a first balancing resistor DR1 and a first voltage stabilizing resistor R1, and the first balancing resistor DR1 and the first voltage stabilizing resistor R1 are connected in series.
  • the second potentiometer 4 includes a second balancing resistor DR2 and a second voltage stabilizing resistor R2, and the second balancing resistor DR2 and the second voltage stabilizing resistor R2 are connected in series.
  • the third potentiometer 5 includes a third balancing resistor DR3 and a third voltage stabilizing resistor R3, and the third balancing resistor DR3 and the third voltage stabilizing resistor R3 are connected in series.
  • the fourth potentiometer 6 includes a fourth balancing resistor DR4 and a fourth voltage stabilizing resistor R4, and the fourth balancing resistor DR4 and the fourth voltage stabilizing resistor R4 are connected in series.
  • the two outputs of the probe 1 are connected to two inputs of a double throw switch 2, and one output of the double throw switch 2 is connected to an input of a first balancing resistor DR1, The other output of the double throw switch 2 is connected to the input end of the second balance resistor DR2, the output end of the first voltage stabilizing resistor R1 is connected to the positive input terminal of the biosensor circuit 7, and the output end of the second voltage stabilizing resistor R2 Negative connected to biosensor circuit 7 At the pole input, the output of the biosensor circuit 7 is connected to the signal input S0 of the microcontroller 8.
  • the first control terminal SI of the microcontroller 8 is connected to the control terminal of the first balancing resistor DR1, and the second control terminal S2 of the microcontroller 8 is connected to the control terminal of the second balancing resistor DR2.
  • the third control terminal S3 of the microcontroller 8 is connected to the control terminal of the third balancing resistor DR3.
  • One end of the third balancing resistor DR3 is a ground terminal, and the other end of the third balancing resistor DR3 is connected to a third voltage stabilizing resistor R3. At one end, the other end of the third voltage stabilizing resistor R3 is connected to the positive input terminal of the biosensor circuit 7.
  • the fourth control terminal S4 of the microcontroller 8 is connected to the control terminal of the fourth balancing resistor DR42, and one end of the fourth balancing resistor DR4 is connected to the signal input terminal SO of the microcontroller 8 (ie: the output of the biosensor circuit 7)
  • the other end of the fourth balancing resistor DR4 is connected to one end of the fourth voltage stabilizing resistor R4, and the other end of the fourth voltage stabilizing resistor R4 is connected to the negative input terminal of the biosensor circuit 7.
  • the fifth control end S5 of the microcontroller 8 is connected to the control end of the double throw switch 2 for automatically controlling the breaking or closing of the double throw switch 2.
  • the first voltage stabilizing resistor R1 and the second voltage stabilizing resistor R2 are used to ensure the stability of the output voltages of the first potentiometer 3 and the second potentiometer 4.
  • the first voltage stabilizing resistor R1 and the second voltage stabilizing resistor R2 are used to keep the output of the first potentiometer 3 and the second potentiometer 4 stable. The voltage, thereby protecting the biosensor circuit 7 from damage due to excessive voltage.
  • the third voltage stabilizing resistor R3 and the fourth voltage stabilizing resistor R4 are used to ensure the stability of the output voltages of the third potentiometer 5 and the fourth potentiometer 6.
  • the third voltage stabilizing resistor R3 and the fourth voltage stabilizing resistor R2 are used to maintain the stable voltages of the third potentiometer 5 and the fourth potentiometer 6
  • the biosensor circuit 7 is caused to output a stable bioelectric signal.
  • the working principle of the signal adaptive adjusting device of the biosensor of the present invention is as follows:
  • the micro control The device 8 breaks the double throw switch 2 through the fifth control terminal S5 so that the voltage difference at the output of the probe 1 is zero, and the contact of the first balance resistor DR1 is controlled to slide by the first control terminal S1 to change the first potentiometer 3 Resistance value and pass
  • the second control terminal S2 synchronously controls the contact sliding of the second balancing resistor DR2 to change the resistance value of the second potentiometer 4 to adjust the output voltage of the biosensor circuit 7 to zero.
  • the microcontroller 8 controls the contacts of the first balancing resistor DR1 through the first control terminal S1 and the contacts of the second balancing resistor DR2 through the second control terminal S2. Simultaneously stopping the sliding and fixing the position, the enthalpy can eliminate the adverse effect of the temperature drift phenomenon generated by the biosensor circuit 7 on the sensitivity of the biosensor 7, thereby stabilizing the electrical characteristics of the output of the biosensor circuit 7.
  • the bioelectrical signal of the object to be measured can be measured by the probe 1. Since the bioelectrical signals (such as blood pressure, pulse or heart rate signals) generated by the human body may be weak and weak, the bioelectrical signals sensed by the biosensor's probe 1 are also weak and weak, in order for the biosensor to output a suitable signal intensity. The bioelectrical signal needs to be adaptively adjusted to the sensed bioelectrical signal before being output to obtain a stable bioelectrical signal.
  • the micro controller 8 outputs the bioelectric signal measured by the probe 1 to the biosensor circuit 7 through the fifth control terminal S5.
  • the microcontroller 8 detects whether the signal strength of the bioelectric signal output by the biosensor circuit 7 is within a preset intensity threshold range, and then controls the sliding of the contact of the third balancing resistor D R3 through the third control terminal S3 to change the third.
  • the signal intensity of the output bioelectrical signal is within a preset intensity threshold range, thereby stabilizing the bioelectric signal intensity output by the biosensor circuit 7, and obtaining the bioelectric signal strength of the biosensor adaptively measured object.
  • the signal adaptive adjustment device of the biosensor of the present invention automatically zeros the voltage generated by the biosensor circuit 7 due to the temperature drift phenomenon by controlling the resistance values of the first potentiometer 3 and the second potentiometer 4, thereby eliminating The temperature drift phenomenon adversely affects the sensitivity of the biosensor, thereby stabilizing the electrical characteristics of the biosensor output.
  • the bioelectric signal outputted by the biosensor circuit 7 is dynamically adjusted within a suitable signal intensity range, thereby stabilizing the bioelectric signal strength output by the biosensor circuit 7,
  • the biosensor is adaptive to the bioelectric signal strength of the measured object.
  • the signal adaptive adjusting device of the biosensor of the present invention adopts the above technical solution, and achieves the following technical effects, which can automatically eliminate the circuit temperature drift phenomenon generated by the biosensor and eliminate the circuit temperature drift phenomenon.
  • the adverse effect on the sensitivity of the biosensor can adaptively output the bioelectric signal of the appropriate intensity according to the bioelectric signal strength of the measured object, thereby stabilizing the electrical characteristics of the biosensor output, improving the sensitivity of the biosensor, and obtaining
  • the biosensor adapts to the effect of the bioelectrical signal strength of the measured object.

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Abstract

一种生物传感器的信号自适应调节装置，包括探测头(1)、双掷开关(2)、第一电位器(3)、第二电位器(4)、第三电位器(5)、第四电位器(6)、生物传感器电路(7)及微控制器(8)。探测头(1)通过双掷开关(2)连接第一电位器(3)和第二电位器(4)，第一电位器(3)的输出端连接生物传感器电路(7)的正极输入端，第二电位器(4)的输出端连接生物传感器电路(7)的负极输入端，生物传感器电路(7)的输出端连接微控制器(8)的信号输入端(S0)，第三电位器(5)的一端连接至生物传感器电路(7)的正极输入端，第四电位器(6)的一端连接生物传感器电路(7)的负极输入端且另一端连接生物传感器电路(7)的输出端。生物传感器的信号自适应调节装置既能消除生物传感器电路(7)中的温度漂移现象，又能自适应地输出合适强度的生物电信号，提高了生物传感器的灵敏度。

Description

说明书 发明名称：生物传感器的信号自适应调节装置 技术领域
[0001] 本实用新型涉及生物传感器领域， 尤其涉及一种生物传感器的信号自适应调节 装置。
背景技术
[0002] 在生物传感器电路中， 即使将输入电压为零， 用灵敏的直流表测量输出端， 也 会有变化缓慢的输出电压。 这种输入电压为零而输出电压不为零且缓慢变化的 现象， 称为零点漂移现象。 在生物传感器电路中， 任何参数的变化， 如电源电 压的波动、 元件的老化、 半导体元件参数随温度变化而产生的变化， 都将产生 输出电压的漂移。 由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移 现象的主要原因， 因此也称零点漂移为温度漂移。
[0003] 一般地， 生物传感器 （例如血压传感器、 脉搏传感器或心率传感器等） 要求的 灵敏度都非常高， 如果此类生物传感器电路的产生温度漂移则会明显影响电阻 值的变化而导致输出电压不稳定， 从而影响到生物传感器的灵敏度。 此外， 由 于人体产生的生物电信号 （例如血压、 脉搏或心率信号） 可能吋强吋弱， 生物 传感器的探测头感测到的生物电信号也吋强吋弱， 为了让生物传感器输出合适 信号强度的生物电信号， 因此需要进行对感测到的生物电信号进行自适应调节 后再进行输出得到稳定的生物电信号。
技术问题
[0004] 本实用新型的主要目的在于提供一种生物传感器的信号自适应调节装置， 旨在 解决生物传感器电路因温度漂移造成灵敏度不高以及无法自适应调节生物电信 号强度的问题。
问题的解决方案
技术解决方案
[0005] 为实现上述目的， 本实用新型提供了一种生物传感器的信号自适应调节装置， 包括探测头、 双掷幵关、 第一电位器、 第二电位器、 第三电位器、 第四电位器 、 生物传感器电路以及微控制器， 所述探测头的两个输出端连接至所述双掷幵 关的两个输入端， 所述双掷幵关的一个输出端连接至第一电位器的输入端， 所 述双掷幵关的另一个输出端连接至第二电位器的输入端， 第一电位器的输出端 连接至所述生物传感器电路的正极输入端， 第二电位器的输出端连接至所述生 物传感器电路的负极输入端， 所述生物传感器电路的输出端连接至所述微控制 器的信号输入端， 第三电位器的一端连接至所述生物传感器电路的正极输入端 ， 第三电位器的另一端为接地端， 第四电位器的一端连接至所述生物传感器电 路的负极输入端， 第四电位器的另一端连接至所述生物传感器电路的输出端， 所述双掷幵关、 第一电位器、 第二电位器、 第三电位器和第四电位器均连接至 所述微控制器上。
[0006] 优选的， 所述第一电位器包括第一平衡电阻和第一稳压电阻， 所述第二电位器 包括第二平衡电阻和第二稳压电阻， 所述第一平衡电阻和第一稳压电阻串联， 所述第二平衡电阻和第二稳压电阻串联。
[0007] 优选的， 所述双掷幵关的一个输出端连接至所述第一平衡电阻的输入端， 所述 双掷幵关的另一个输出端连接至所述第二平衡电阻的输入端。
[0008] 优选的， 所述第一稳压电阻的输出端连接至所述生物传感器电路的正极输入端
， 所述第二稳压电阻的输出端连接至所述生物传感器电路的负极输入端。
[0009] 优选的， 所述微控制器通过第一控制端连接至所述第一平衡电阻的控制端， 所 述微控制器通过第二控制端连接至所述第二平衡电阻的控制端。
[0010] 优选的， 所述第三电位器包括第三平衡电阻和第三稳压电阻， 所述第四电位器 包括第四平衡电阻和第四稳压电阻。
[0011] 优选的， 所述第三平衡电阻的一端和第三稳压电阻的一端串联， 所述第三平衡 电阻的另一端为接地端， 所述第三稳压电阻的另一端连接至所述生物传感器电 路的正极输入端。
[0012] 优选的， 所述第四平衡电阻的一端和第四稳压电阻的一端串联， 所述第四平衡 电阻的另一端连接至所述生物传感器电路的输出端， 所述第四稳压电阻的另一 端连接至所述生物传感器电路的负极输入端。
[0013] 优选的， 所述微控制器通过第三控制端连接至所述第三平衡电阻的控制端， 所 述微控制器通过第四控制端连接至所述第四平衡电阻的控制端。
[0014] 优选的， 所述微控制器通过第五控制端连接至所述双掷幵关的控制端， 用于自 动控制所述双掷幵关的断幵或闭合。
发明的有益效果
有益效果
[0015] 相较于现有技术， 本实用新型所述生物传感器的信号自适应调节装置采用上述 技术方案， 取得了如下技术效果， 既能够自动消除生物传感器产生的电路温度 漂移现象， 消除了电路温度漂移现象对生物传感器的灵敏度产生的不利影响， 又能够根据被测对象的生物电信号强弱来自适应地输出合适强度的生物电信号 ， 从而稳定了生物传感器输出电气特性， 提高了生物传感器的灵敏度， 取得了 生物传感器自适应被测对象的生物电信号强弱的效果。
对附图的简要说明
附图说明
[0016] 图 1是本实用新型生物传感器的信号自适应调节装置较佳实施例的电路结构示 意图。
[0017] 本实用新型目的的实现、 功能特点及优点将结合实施例， 参照附图做进一步说 明。
实施该发明的最佳实施例
本发明的最佳实施方式
[0018] 为更进一步阐述本实用新型为达成上述目的所采取的技术手段及功效， 以下结 合附图及较佳实施例， 对本实用新型的具体实施方式、 结构、 特征及其功效进 行详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型， 并不用于限定本实用新型。
[0019] 如图 1所示， 图 1是本实用新型生物传感器的信号自适应调节装置较佳实施例的 电路结构示意图。 在本实施例中， 所述生物传感器的信号自适应调节装置包括 探测头 1、 双掷幵关 2、 第一电位器 3、 第二电位器 4、 第三电位器 5、 第四电位器 6、 生物传感器电路 7以及微控制器 （MCU) 8。 所述探测头 1的两个输出端连接 至双掷幵关 2的两个输入端， 所述双掷幵关 2的一个输出端连接至第一电位器 3的 输入端， 所述双掷幵关 2的另一个输出端连接至第二电位器 4的输入端。 第一电 位器 3的输出端连接至生物传感器电路 7的正极输入端， 第二电位器 4的输出端连 接至生物传感器 7电路的负极输入端， 所述生物传感器电路 7的输出端连接至微 控制器 8的信号输入端， 第三电位器 5的一端连接至生物传感器电路 7的正极输入 端， 第三电位器 5的另一端为接地端， 第四电位器 6的一端连接至生物传感器电 路 7的负极输入端， 第四电位器 6的另一端连接至生物传感器电路 7的输出端。 所 述双掷幵关 2、 第一电位器 3、 第二电位器 4、 第三电位器 5和第四电位器 6均连接 至微控制器 8上。 所述微控制器 8用于控制双掷幵关 2断幵吋， 通过调节第一电位 器 3和第二电位器 4的电阻值将生物传感器电路 7因温度漂移现象产生的电压调节 为零。 所述微控制器 8还用于控制双掷幵关 2闭合吋， 通过调节第三电位器 5和第 四电位器 5的电阻值使所述生物传感器 7电路输出的生物电信号强度处于预设强 度阈值范围内。 所述微控制器 8为现有技术中具有信号控制功能的微处理器、 单 片机、 信号处理芯片或者信号控制芯片。 所述预设强度阈值范围预先设置并存 储在所述微控制器 8内， 作为生物传感器电路 7输出的生物电信号的强度标准。 所述生物传感器电路 7采用现有技术中生物传感器 （例如血压传感器、 脉搏传感 器或心率传感器等） 的信号处理电路， 一般包括数模 （A/D) 转换电路、 信号滤 波电路等， 本实施例不作具体阐述。
[0020] 在本实施例中， 所述第一电位器 3包括第一平衡电阻 DR1和第一稳压电阻 R1， 第一平衡电阻 DR1和第一稳压电阻 R1串联。 所述第二电位器 4包括第二平衡电阻 DR2和第二稳压电阻 R2， 第二平衡电阻 DR2和第二稳压电阻 R2串联。 所述第三 电位器 5包括第三平衡电阻 DR3和第三稳压电阻 R3， 第三平衡电阻 DR3和第三稳 压电阻 R3串联。 所述第四电位器 6包括第四平衡电阻 DR4和第四稳压电阻 R4， 第 四平衡电阻 DR4和第四稳压电阻 R4串联。
[0021] 所述探测头 1的两个输出端连接至双掷幵关 2的两个输入端， 所述双掷幵关 2的 一个输出端连接至第一平衡电阻 DR1的输入端， 所述双掷幵关 2的另一个输出端 连接至第二平衡电阻 DR2的输入端， 第一稳压电阻 R1的输出端连接至生物传感 器电路 7的正极输入端， 第二稳压电阻 R2的输出端连接至生物传感器电路 7的负 极输入端， 所述生物传感器电路 7的输出端连接至微控制器 8的信号输入端 S0。 所述微控制器 8的第一控制端 SI连接至第一平衡电阻 DR1的控制端， 所述微控制 器 8的第二控制端 S2连接至第二平衡电阻 DR2的控制端。 所述微控制器 8的第三控 制端 S3连接至第三平衡电阻 DR3的控制端， 第三平衡电阻 DR3的一端为接地端， 第三平衡电阻 DR3的另一端连接至第三稳压电阻 R3的一端， 第三稳压电阻 R3的 另一端连接至生物传感器电路 7的正极输入端。 所述微控制器 8的第四控制端 S4 连接至第四平衡电阻 DR42的控制端， 第四平衡电阻 DR4的一端连接至微控制器 8 的信号输入端 SO (即： 生物传感器电路 7的输出端） ， 第四平衡电阻 DR4的另一 端连接至第四稳压电阻 R4的一端， 第四稳压电阻 R4的另一端连接至生物传感器 电路 7的负极输入端。 所述微控制器 8的第五控制端 S5连接至所述双掷幵关 2的控 制端， 用于自动控制双掷幵关 2的断幵或闭合。
[0022] 在调节生物传感器电路 7产生的温度漂移现象过程中， 当第一平衡电阻 DR1和 第二平衡电阻 DR2的触头滑动到零端电阻值吋， 产生较高的电压可能会损坏生物 传感器电路 7。 因此， 本实施例中采用第一稳压电阻 R1和第二稳压电阻 R2来保证 第一电位器 3和第二电位器 4输出电压的稳定性。 当第一平衡电阻 DR 1和第二平衡 电阻 DR2的触头滑动吋， 所述第一稳压电阻 R1和第二稳压电阻 R2用于保持第一 电位器 3和第二电位器 4输出稳定电压， 从而保护生物传感器电路 7不会因电压过 高而损坏。
[0023] 在调节生物传感器电路 7输出的生物电信号强度过程中， 当第三平衡电阻 DR3 和第四平衡电阻 DR4的触头滑动到零端电阻值吋， 产生较高的电压可能会生物传 感器电路 7。 因此， 本实施例中采用第三稳压电阻 R3和第四稳压电阻 R4来保证第 三电位器 5和第四电位器 6输出电压的稳定性。 当第三平衡电阻 DR3和第四平衡电 阻 DR4的触头滑动吋， 所述第三稳压电阻 R3和第四稳压电阻 R2用于保持第三电 位器 5和第四电位器 6输出稳定电压使生物传感器电路 7输出稳定的生物电信号。
[0024] 本实用新型所述生物传感器的信号自适应调节装置的工作原理如下： 当探测头 1幵启量测被测对象 （例如人体） 的生物电信号 （例如心电信号） 吋， 微控制器 8通过第五控制端 S5断幵双掷幵关 2使探测头 1的输出端电压差为零， 通过第一控 制端 S1控制第一平衡电阻 DR1的触头滑动以改变第一电位器 3的电阻值以及通过 第二控制端 S2同步控制第二平衡电阻 DR2的触头滑动以改变第二电位器 4的电阻 值来将生物传感器电路 7的输出端电压调为零。 当生物传感器电路 7的输出端电 压为零吋， 所述微控制器 8通过第一控制端 S1控制第一平衡电阻 DR1的触头和通 过第二控制端 S2控制第二平衡电阻 DR2的触头同吋停止滑动并固定位置， 此吋即 可消除生物传感器电路 7产生的温度漂移现象对生物传感器 7的灵敏度产生的不 利影响， 从而稳定了生物传感器电路 7输出的电气特性。
[0025] 当生物传感器电路 7的输出端电压为零吋， 此吋即可利用探测头 1量测被测对象 的生物电信号。 由于人体产生的生物电信号 （例如血压、 脉搏或心率信号） 可 能吋强吋弱， 生物传感器的探测头 1感测到的生物电信号也吋强吋弱， 为了让生 物传感器输出合适信号强度的生物电信号， 因此需要进行对感测到的生物电信 号进行自适应调节后再进行输出得到稳定的生物电信号。 在本实施例中， 微控 制器 8通过第五控制端 S5幵启双掷幵关 2使探测头 1量测到的生物电信号输出至生 物传感器电路 7。 然后， 微控制器 8检测生物传感器电路 7输出的生物电信号的信 号强度是否处于预设强度阈值范围内， 则通过第三控制端 S3控制第三平衡电阻 D R3的触头滑动以改变第三电位器 5的电阻值以及通过第四控制端 S4同步控制第四 平衡电阻 DR4的触头滑动以改变第四电位器 6的电阻值来动态调节生物传感器电 路 7的输出端电压， 使生物传感器电路 7输出的生物电信号的信号强度处于预设 强度阈值范围内， 从而稳定了生物传感器电路 7输出的生物电信号强度， 取得了 生物传感器自适应被测对象的生物电信号强弱的效果。
[0026] 本实用新型所述生物传感器的信号自适应调节装置通过控制第一电位器 3和第 二电位器 4的电阻值将生物传感器电路 7因温度漂移现象产生的电压自动调零， 消除了温度漂移现象对生物传感器的灵敏度产生的不利影响， 从而稳定了生物 传感器输出电气特性。 此外， 通过控制第三电位器 5和第四电位器 6的电阻值来 动态调节生物传感器电路 7输出的生物电信号处于合适信号强度范围内， 从而稳 定生物传感器电路 7输出的生物电信号强度， 取得了生物传感器自适应被测对象 的生物电信号强弱的效果。
[0027] 以上仅为本实用新型的优选实施例， 并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡 是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效功能变换， 或直接 或间接运用在其他相关的技术领域， 均同理包括在本实用新型的专利保护范围 内。
工业实用性
相较于现有技术， 本实用新型所述生物传感器的信号自适应调节装置采用上述 技术方案， 取得了如下技术效果， 既能够自动消除生物传感器产生的电路温度 漂移现象， 消除了电路温度漂移现象对生物传感器的灵敏度产生的不利影响， 又能够根据被测对象的生物电信号强弱来自适应地输出合适强度的生物电信号 ， 从而稳定了生物传感器输出电气特性， 提高了生物传感器的灵敏度， 取得了 生物传感器自适应被测对象的生物电信号强弱的效果。

Claims

权利要求书
一种生物传感器的信号自适应调节装置， 其特征在于， 所述生物传感 器的信号自适应调节装置包括探测头、 双掷幵关、 第一电位器、 第二 电位器、 第三电位器、 第四电位器、 生物传感器电路以及微控制器， 所述探测头的两个输出端连接至所述双掷幵关的两个输入端， 所述双 掷幵关的一个输出端连接至第一电位器的输入端， 所述双掷幵关的另 一个输出端连接至第二电位器的输入端， 第一电位器的输出端连接至 所述生物传感器电路的正极输入端， 第二电位器的输出端连接至所述 生物传感器电路的负极输入端， 所述生物传感器电路的输出端连接至 所述微控制器的信号输入端， 第三电位器的一端连接至所述生物传感 器电路的正极输入端， 第三电位器的另一端为接地端， 第四电位器的 一端连接至所述生物传感器电路的负极输入端， 第四电位器的另一端 连接至所述生物传感器电路的输出端， 所述双掷幵关、 第一电位器、 第二电位器、 第三电位器和第四电位器均连接至所述微控制器上。 如权利要求 1所述的生物传感器的信号自适应调节装置， 其特征在于
， 所述第一电位器包括第一平衡电阻和第一稳压电阻， 所述第二电位 器包括第二平衡电阻和第二稳压电阻， 所述第一平衡电阻和第一稳压 电阻串联， 所述第二平衡电阻和第二稳压电阻串联。
如权利要求 2所述的生物传感器的信号自适应调节装置， 其特征在于 ， 所述双掷幵关的一个输出端连接至所述第一平衡电阻的输入端， 所 述双掷幵关的另一个输出端连接至所述第二平衡电阻的输入端。 如权利要求 2所述的生物传感器的信号自适应调节装置， 其特征在于 ， 所述第一稳压电阻的输出端连接至所述生物传感器电路的正极输入 端， 所述第二稳压电阻的输出端连接至所述生物传感器电路的负极输 入端。
如权利要求 2所述的生物传感器的信号自适应调节装置， 其特征在于 ， 所述微控制器通过第一控制端连接至所述第一平衡电阻的控制端， 所述微控制器通过第二控制端连接至所述第二平衡电阻的控制端。 [权利要求 6] 如权利要求 1所述的生物传感器的信号自适应调节装置， 其特征在于
， 所述第三电位器包括第三平衡电阻和第三稳压电阻， 所述第四电位 器包括第四平衡电阻和第四稳压电阻。
[权利要求 7] 如权利要求 6所述的生物传感器的信号自适应调节装置， 其特征在于
， 所述第三平衡电阻的一端和第三稳压电阻的一端串联， 所述第三平 衡电阻的另一端为接地端， 所述第三稳压电阻的另一端连接至所述生 物传感器电路的正极输入端。
[权利要求 8] 如权利要求 6所述的生物传感器的信号自适应调节装置， 其特征在于
， 所述第四平衡电阻的一端和第四稳压电阻的一端串联， 所述第四平 衡电阻的另一端连接至所述生物传感器电路的输出端， 所述第四稳压 电阻的另一端连接至所述生物传感器电路的负极输入端。
[权利要求 9] 如权利要求 6所述的生物传感器的信号自适应调节装置， 其特征在于
， 所述微控制器通过第三控制端连接至所述第三平衡电阻的控制端， 所述微控制器通过第四控制端连接至所述第四平衡电阻的控制端。
[权利要求 10] 如权利要求 1至 9任一项所述的生物传感器的信号自适应调节装置， 其 特征在于， 所述微控制器通过第五控制端连接至所述双掷幵关的控制 端， 用于自动控制所述双掷幵关的断幵或闭合。
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