大小鼠脉搏测量仪

本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪，只要把手指放在传感器内，很快就可以精确测出每分钟脉搏数，测量的结果用三位数字显示出来。　　电路工作原理　　电路原理见附图。电路由传感器电路、信号放大和整形电路、单片机电路、数码显示电路等四部分组成。file:///C:/Documents%20and%20Settings/Administrator/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/O9EZM3GH/20100418141025_4599.jpg传感器由红外线发射二极管和接收二极管组成，测量原理如下：将手指放在红外线发射二极管和接收二极管之间，血管中血液的流量随着心脏的跳动变化，由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和度的变化将引起光的传递强度变化，此变化和心跳的节拍相对应，因此红外接收二极管的电流也跟着心跳的节拍改变，使得红外接收二极管输出与心跳节拍相对应的脉冲信号。该脉冲信号经F1~F3、R3~R5。C1、C2等组成的低通放大器放大，F4、R6、R7、C3组成的放大器进一步放大后，送给由F5、F6、RP1、R8等组成的施密特触发器整形后输出，作为单片机的外部中断信号。电路中的可变电阻RP1用来调整施密特触发器的阈值压。　　IC2、X1、R10、C5等组成单片机电路。单片机对由P3.2输入的脉冲信号进行计算处理后，送到数码管显示。发光二极管VD3作脉搏测量状态显示，脉搏每跳动一次，VD3点亮一次。　　三只数码管VT1~VT3、R12-R21等组成数码显示电路。本机采用动态扫描显示方式，使用共阳数码管，P3.3~P3.5口作三只数码管的动态扫描位驱动码输出，通过三极管VT1-VT3驱动数码管。P1.0-P1.6口作数码管段码输出。　　软件设计　　程序用C语言编写，由主程序、外部中断服务程序、定时器TO中断服务程序、延时子程序等模块组成。主程序主要完成程序的初始化。外部中断0服务程序由测量、计算、读数等部分组成。定时中断服务程序由计时、动态扫描显示、无测试信号判断等部分组成。程序中用变量n对时间计数，用变量m对脉搏脉冲信号个数计数。　　从P3.2口输入的与脉搏相对应的脉冲信号作为外部中断0的请求中断信号，外部中断采用边沿触发的方式。由于脉冲信号的频率很低，所以不适宜用计数的方法进行测量，故而采用测脉冲周期的方法进行测量，即用脉冲来控制计时信号，通过计时数计算出脉冲周期，再由脉冲周期计算出频率，从P3.2口每输入一次脉冲信号就能显示一次脉搏数。　　定时器TO的中断时间为5ms，每中断一次计时变量n加1，因此计时的基本单位为5ms，例如一个脉搏脉冲周期对应的n值为240，则对应的时间为1.2s，由此可得每分钟脉搏数为50。如果n的值达到2000，即10秒钟仍没有发生外部中断，则表示没有脉搏脉冲信号输入，于是n被清零，测量结果显示也为0。　　读数采用三位数码显示。定时器TO每中断一次显示一个位，因此3次中断就可以刷新一次数据，即15ms刷新一次数据。安装与调试　　传感器的制作是一个关键。可将红外线发射二极管和接收二极管分别固定在一个塑料夹子的两侧，用时只需将夹子夹在手指上即可。制作时注意保证红外线接收二极管在使用时不要受到外界光线的干扰。　　调试的主要工作是通过对RP1的调节来调整电路的灵敏度，RP1的阻值越小灵敏度越高，反之灵敏度越低。调试时可通过VD3的发光状态进行观察，如果脉搏跳动时VD3不跟随发光，则说明灵敏度偏低，不易检测到脉搏信号；如果在没有脉搏跳动时VD3偶尔也点亮发光，说明灵敏度偏高，容易受到干扰。

选择一个好的影像测量仪重要的两点就是实用和实惠，这两点是大多数选择仪器的基本原则。　　1、“实用”的说法就是要合乎情理家上所用性，也就是说要满足工厂产品的测量与合格要求。作为一个精密测量仪器来讲，有三个基本要素：工作行程、精度标准和仪器功能。　　　　①.影像测量仪的工作行程必须按照工厂所需测量的产品的大小来严格确定影像测量仪的工作行程大小，测量仪的工作行程相比所测产品的大小如果过小，则工件测量不了，如果太大则是一种浪费资源。　　②.影像测量仪的精度标准是必须的，就是要参照工厂所需测量的产品的精度来选购(每个生产测量仪厂家的产品出厂标准与装配标准乃至仪器实物的精度都会不一样)，如果工厂产品的测量精度要求不高时，选择一般的厂家的测量仪就可以了，如果所测产品的精度要求较高，就需选购精度高的厂家生产的仪器。　　③.影像测量仪的的功能，是指测量仪的使用的便利性，测量软件的易学易用性和影像测量仪的稳定性，如果工厂测量的产品量比较大，则最好选择全自动影像测量仪以保证测量效率。　　　　“实惠”的概念就是测量仪的性价比，必须从影像测量仪的配置，精度，稳定性，价格，售后服务或是维护的便利性来综合考虑。太价廉的测量仪，可能精度较差，稳定性差，售后无保障，使用寿命短；进口的测量仪器，可能性能比较稳定，使用寿命长，但是影像测量仪升级麻烦，出了故障维修费用较高，维修配件也不容易找到。　　　　总之，在选购影像测量仪时，只要拥有“实用”与“实惠”的基本条件，只买对的，不买贵的，只买对的。

定义 指“测量仪器给出接近于真值的响应的能力”(见JJF1001-1998《通用计量术语及定义》7.18条，以下简称条款)。也就是指测量仪器给出的示值接近于真值的能力，即测量仪器由于仪器本身所造成的其输出的被测量值接近被测量真值的能力。由于各种测量误差的存在，通常任何测量是不可能完善的，所以实际上真值是不可知的，当然接近于真值的能力也是不确定的，因此测量仪器准确度是反映了测量仪器示值接近真值的一种程度，所以在该定义的注中说明准确度是一个定性的概念。 测量仪器准确度是表征测量仪器品质和特性的最主要的性能，因为任何测量仪器的目的就是为了得到准确可靠的测量结果，实质就是要求示值更接近于真值。为此虽然测量仪器准确度是一种定性的概念，但从实际应用上人们需要以定量的概念来进行表述，以确定其测量仪器的示值接近于其真值能力的大小。在实际应用中这一表述是用其他的术语来定义的，如准确度等级、测量仪器的示值误差、测量仪器的最大允许误差或测量仪器的引用误差等。准确度等级是指“符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别”(7.19条)。即就是按测量仪器准确度高低而划分的等别或级别，如电工测量指示仪表按仪表准确度等级分类可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0等七级，具体说就是该测量仪器满量程的引用误差，如1.0级指示仪表，则其满量程误差为±1.0%FS。如百分表准确度等级分为0、1、2级，则主要是以示值最大允许误差来确定。如准确度代号为B级的称重传感器，当载荷m处于0≤m≤5000v时(v为传感器的检定分度值)，则其最大允许误差为0.35v。又如一等、二等标准水银温度计，就是以其示值的最大允许误差来划分的。所以准确度等级实质上是以测量仪器的误差来定量表述测量仪器准确度的大小。有的测量仪器没有准确度等级指标，则测量仪器示值接近于真值的响应能力就是用测量仪器允许的示值误差来表述，因为测量仪器的示值误差就是指在规定条件下测量仪器示值与对应输入量的真值之差，这和测量仪器准确度定义概念是完全相对应的，如长度用半径样板，它就是以名义半径尺寸来规定其允许的工作尺寸偏差值来确定其准确度。因为真值是不可知的，实际上测量仪器可以用约定真值或实际值来计算其误差的大小，通过示值误差、最大允许误差、引用误差或准确度等级来定量进行表述。实际上准确度等级也只是一种表述形式，这些等级的划分仍是以最大允许误差、引用误差等一系列的特性来定量表达的。 这里要注意，从名词术语的名称和定义来看，测量仪器准确度和准确度等级、测量仪器的示值误差、最大允许误差、引用误差等其概念是不同的，测量仪器准确度术语是定性的概念，严格讲要定量地给出测量仪器接近于真值的响应能力，则应该指明给出量值是什么量，是示值误差、最大允许误差、引用误差或准确度等级，不能笼统地称为准确度。我们可以认为测量仪器准确度是它们这些特性概念的总称，测量仪器准确度可以用其它相应的术语来定量表述，这二者是有区别的。准确度1级应称为准确度等级为1级，准确度为0.1%称为其引用误差为0.1%FS。但有时为了制定表格或方便表述，表头则也可写“准确度”，表内填写准确度等级或规定的允许误差。要说明一点，测量仪器准确度是测量仪器最最主要的计量性能，人们关心的就是是否准确可靠，如何来确定这一计量性能大小？通常它是用其它的术语来定量表述而已。