ԷՍԳ հավաքման շրջան. 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

NOTԱՆՈԹՈԹՅՈՆ. Սա բժշկական սարք չէ: Սա կրթական նպատակների համար է `միայն մոդելավորված ազդանշանների օգտագործմամբ: Եթե այս սխեման օգտագործում եք ԷՍԳ իրական չափումների համար, համոզվեք, որ միացումն ու գործիքը միացումն օգտագործում են մեկուսացման համապատասխան տեխնիկա:

Այսօրվա առողջապահության արդյունաբերության թերևս ամենատարածված ֆիզիոլոգիական չափումը էլեկտրասրտագրությունն է (ԷՍԳ/ԷԿԳ): Դժվար է հիվանդանոցի կամ շտապ օգնության սենյակ անցնելը ՝ առանց սրտի զարկերի մոնիտորի ավանդական «ազդանշանը» լսելու կամ հիվանդի սենյակում ԷԿԳ -ի ալիքի ձևը տեսնելու: Բայց ո՞րն է այս չափումը, որն այդքան կապվել է ժամանակակից առողջապահության հետ:

Էլեկտրասրտագրությունը հաճախ սխալվում է որպես սրտի ֆիզիկական ակտիվությունը գրանցող, սակայն, ինչպես անունն է հուշում, դա իրականում էլեկտրական գործունեության, սրտի մկանների բևեռացման և ռեպոլարիզացիայի գրանցում է: Վերլուծելով գրանցված ալիքի ձևը ՝ բժիշկները կարողանում են պատկերացում կազմել սրտի էլեկտրական համակարգի վարքագծի վերաբերյալ: ԷՍԳ տվյալների հիման վրա արված որոշ ընդհանուր ախտորոշումներ ներառում են `սրտամկանի ինֆարկտ, թոքային էմբոլիա, առիթմիաներ և ԱՎ բլոկներ:

Հետևյալ հրահանգը կներկայացնի հիմնական էլեկտրական սխեման կառուցելու գործընթացն ու սկզբունքները, որոնք ունակ են ԷԿԳ հավաքել պարզ մակերևույթի էլեկտրոդների միջոցով, ինչպես դա արվում է հիվանդանոցներում:

Քայլ 1. Նախագծեք գործիքավորման ուժեղացուցիչ

ԷԿԳ ազդանշանը գրանցելու համար պահանջվող առաջին սխեմայի տարրը գործիքավորման ուժեղացուցիչն է: Այս ուժեղացուցիչն ունի երկու ազդեցություն:

1. Այն ստեղծում է էլեկտրոնային բուֆեր ձայնագրման էլեկտրոդների և մնացած միացման միջև: Սա նվազեցնում է էլեկտրոդներից պահանջվող հոսանքի հոսքը գործնականում զրոյի: Թույլատրել ազդանշանի հավաքումը շատ փոքր խեղաթյուրմամբ, որը առաջացել է մուտքային դիմադրությունից:

2. Այն դիֆերենցիալ կերպով ուժեղացնում է գրանցված ազդանշանը: Դա նշանակում է, որ երկու ձայնագրման էլեկտրոդներում տարածված ցանկացած ազդանշան չի ուժեղանա, մինչդեռ տարբերությունները (կարևոր մասերը) կլինեն:

Սովորաբար ԷԿԳ -ի մակերևութային էլեկտրոդների գրանցումները կլինեն միլիավոլտ տիրույթում: Հետևաբար, այս ազդանշանը տիրույթ հասցնելու համար մենք կարող ենք աշխատել 1000 Վ/Վ հզորությամբ (Կ) ուժեղացմամբ, տեղին կլինի:

Վերևում պատկերված ուժեղացուցիչի կառավարման հավասարումները հետևյալն են.

K1 = 1 + 2*R2 / R1, սա 1 -ին փուլի շահույթն է

K2 = - R4/R3, սա 2 -րդ փուլի շահույթն է

Նկատի ունեցեք, որ իդեալական տարբերակում K1 և K2 պետք է լինեն մոտավորապես հավասար և ցանկալի ուժեղացման հասնելու համար K1 * K2 = 1000

Մեր շրջագծում օգտագործված վերջնական արժեքներն էին….

R1 = 6.5 կՕմ

R2 = 100 կՕմ

R3 = 3.17 կՕմ

R4 = 100 կՕմ

Քայլ 2. Նախագծային զտիչի ձևավորում

Likelyամանակակից աշխարհում, ամենայն հավանականությամբ, ԷՍԳ -ի հավաքումը կկատարվի որոշ այլ էլեկտրոնային սարքերի մոտ, կամ նույնիսկ պարզապես շենքում, որն էլեկտրաէներգիա է ստանում տեղական էլեկտրահաղորդման գծերից: Unfortunatelyավոք, տրամադրվող էներգիայի բարձրավոլտ և տատանողական բնույթը նշանակում է, որ այն մեծ քանակությամբ էլեկտրական «աղմուկ» կարտադրի գործնականում մոտակայքում գտնվող ցանկացած հաղորդիչ նյութի մեջ. սա ներառում է լարերը և միացման տարրերը, որոնք օգտագործվում են մեր ԷՍԳ հավաքման սխեմայի կառուցման համար:

Դրա դեմ պայքարելու համար տեղական էլեկտրասնուցման աղբյուրից առաջացած աղմուկի ազդանշանին հավասար ցանկացած ազդանշան (որը կոչվում է ցանցի բզզոց) կարող է պարզապես զտվել և էապես հեռացվել: Միացյալ Նահանգներում էլեկտրացանցը մատակարարում է 110-120V 60 Հց հաճախականությամբ: Հետևաբար, մենք պետք է զտենք ազդանշանային ցանկացած բաղադրիչ `60 Հց հաճախականությամբ: Բարեբախտաբար, դա արվել է նախկինում շատ անգամներ և պարզապես պահանջում է խազ ֆիլտրի ձևավորում (վերևում պատկերված):

Այս ֆիլտրը կարգավորող հավասարումները հետևյալն են.

R1 = 1 / (2 * Q * w * C)

R2 = (2 * Q) / (w * C)

R3 = (R1 * R2) / (R1 + R2)

Q = w / B

որտեղ wc2- ը անջատման բարձր հաճախականություն է, w2 ցածր անջատման հաճախականությունը, w անջատման հաճախականությունը ռադ/վրկ, և Q որակի գործոնը

Նշենք, որ C- ն այն արժեքն է, որը կարող է ազատ ընտրվել: Հետևյալ արժեքները, որոնք օգտագործվել են մեր սխեմայում, հետևյալն էին.

R1 = 1.65 կՕմ

R2 = 424,5 կՕմ

Q = 8

w = 120 * pi ռադ/վրկ

Քայլ 3: -ածր անցման զտիչ

ԷՍԳ ազդանշանների հաճախականությունը 0-150 Հց է: Ավելի մեծ հաճախականությամբ իրերից ազդանշանի վրա ավելի շատ աղմուկի միացում թույլ չտալու համար կիրառվեց երկրորդ կարգի ցածրորակ ButterWorth ֆիլտր ՝ 150 Հց անջատիչով, որպեսզի թույլ տա, որ ԷՍԳ ազդանշանը անցնի միացումով: Կոնդենսատորի պատրաստի արժեքը անմիջապես ընտրելու փոխարեն, ինչպես նախորդ բաղադրիչները, առաջին կոնդենսատորի արժեքը ՝ C2- ն, ընտրվել է ստորև բերված բանաձևի հիման վրա: Այդ արժեքից, մնացած բոլոր բաղադրիչների արժեքները կարող են հաշվարկվել և այնուհետև ավելացվել շղթային ՝ միաժամանակ շահույթը կրկին պահելով 1 Վ/Վ:

C2 ≈ 10/fc uf, որտեղ fc անջատման հաճախականությունն է (այս դեպքում 150 Հց):

Հետո, մնացած արժեքները կարող են հաշվարկվել, ինչպես ցույց է տրված աղյուսակում, որը ներառված է որպես այս քայլի երկրորդ պատկեր:

Վերոնշյալ սխեմատիկայում տեղադրված վերջնական արժեքներն են.

C2 = 66 nF

C1 = 33 nF

R1 = 22,47 կՕմ

R2 = 22.56 կՕմ

Քայլ 4: LabVIEW- ի պատրաստում

ԷՍԳ հավաքածուի այս բաժնի համար պահանջվող միակ նյութը Windows համակարգիչ է, որը հագեցած է LabVIEW- ի 64-բիթանոց պատճենով և National Instruments Signal Conditioning Board ()-ով `մեկ մուտքագրման մոդուլով: LabVIEW- ի ֆունկցիոնալ բլոկ -դիագրամը պետք է կառուցվի հետևյալ կերպ. Սկսեք բացելով դատարկ գործառական բլոկի դիագրամ:

Տեղադրեք DAQ օգնականի բլոկ և կարգավորեք հետևյալ պարամետրերը.

Չափում. Անալոգային → Լարման

Ռեժիմ ՝ RSE

Նմուշառում. Շարունակական նմուշառում

Հավաքված նմուշներ `2500

Նմուշառման տոկոսադրույքը `1000 / վրկ

Հավաքված ալիքի ձևը թողեք ալիքի ձևի գրաֆիկի վրա: Բացի այդ, հաշվարկեք ալիքի ձևի ընթացիկ տվյալների առավելագույն արժեքը: Ալիքի առավելագույն արժեքը բազմապատկեք այնպիսի արժեքով, ինչպիսին է.8 -ը `գագաթնակետի հայտնաբերման շեմ ստեղծելու համար, այս արժեքը կարող է ճշգրտվել` ազդանշանի ներսում աղմուկի մակարդակի հիման վրա: Կերակրեք նախորդ քայլի արտադրանքով որպես շեմ և չմշակված լարման զանգված `որպես« Պիկ հայտնաբերում »գործառույթի տվյալներ: Հաջորդը, վերցրեք գագաթնակետի հայտնաբերման զանգվածի «Տեղակայումը» և հանեք առաջին և երկրորդ արժեքները: Սա ներկայացնում է սկզբնական զանգվածի երկու գագաթների ինդեքսի արժեքների տարբերությունը: Այն կարող է փոխակերպվել ժամանակի տարբերության `արժեքը բաժանելով ընտրանքի դրույքաչափի վրա, օրինակ` դա 1000 /վրկ է: Ի վերջո, վերցրեք այս արժեքի հակադարձ արժեքը (տալով Hz) և բազմապատկեք 60 -ով `սրտի բաբախյունը մեկ րոպեում BPM- ով ստանալու համար: Դրա վերջնական բլոկ -դիագրամը պետք է նմանվի այս քայլի վերնագրի նկարին:

Քայլ 5: Ամբողջ համակարգի ինտեգրում

Այժմ, երբ բոլոր բաղադրիչները կառուցվել են անհատապես, ժամանակն է կենտրոնը համատեղել: Դա կարելի է անել ՝ պարզապես մի հատվածի ելքը միացնելով հետևյալ հատվածի մուտքին: Փուլերը պետք է լարված լինեն նույն հաջորդականությամբ, ինչ որ հայտնվում են սույն Հրահանգում: Վերջին փուլի ՝ ButterWorth ֆիլտրի համար, դրա մուտքը պետք է ամրացված լինի ազդանշանային կոնդիցիոներատախտակի մուտքի մոդուլի երկու տողերից մեկին: Այս մոդուլից մյուս կապը պետք է կցված լինի ընդհանուր սխեմաներին:

Գործիքների ուժեղացուցիչի համար դրա երկու լարերը պետք է ամրացված լինեն ԷՍԳ/ԷԿԳ էլեկտրոդին: Դա հեշտությամբ կատարվում է ալիգատորների երկու սեղմակների օգտագործմամբ: Այնուհետեւ, յուրաքանչյուր դաստակի վրա տեղադրեք մեկ էլեկտրոդ: Համոզվեք, որ շրջանի բոլոր հատվածները միացված են, և որ LabVIEW VI- ն աշխատում է, և համակարգը պետք է ալիքի ձևի գրաֆիկ դուրս գա LabVIEW պատուհանում:

Ելքը պետք է նման լինի այս քայլին ներկայացված երկրորդ պատկերին: Եթե դա նման չէ, ձեր շրջանի արժեքները կարող են ճշգրտվել: Ընդհանուր խնդիրներից մեկն այն է, որ խազի զտիչը չի կենտրոնանա անմիջապես 60 Հց հաճախականությամբ և կարող է փոքր -ինչ բարձր/ցածր լինել: Սա կարելի է ստուգել ՝ զտիչի համար բոդի գծապատկեր ստեղծելով: Իդեալում, խազ ֆիլտրը կունենա առնվազն 20 դԲ թուլացում 60 Հց հաճախականությամբ: Նաև կարող է օգտակար լինել ստուգել, որ ձեր տեղական էներգիան մատակարարվում է 60 Հց հաճախականությամբ: Հազվադեպ չէ, որ որոշ տարածքներ ունենան 50 Հց հոսանքի աղբյուր, դա կպահանջի այս մակարդակի շուրջ կենտրոնացնել խազի զտիչը: