【心電信號監(jiān)測系統(tǒng)】

　　功能/作用介紹

　　簡介

　　心電信號監(jiān)測系統(tǒng)為模塊式結(jié)構(gòu)，主要包含心電實驗儀、醫(yī)用心電夾子及上位機(jī)界面三部分。實驗儀主要由信號采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊組成，信號采集模塊由醫(yī)用心電夾子和模擬硬件電路，模擬電路包含信號放大、濾波、光電隔離等環(huán)節(jié);數(shù)據(jù)傳輸模塊主要由AD轉(zhuǎn)換和通信(RS232接口)兩部分組成。整套系統(tǒng)包含一臺PC機(jī)、一臺數(shù)字示波器、一臺心電實驗儀和3個醫(yī)用心電夾子，實驗時學(xué)生也可以自行設(shè)計某個模塊環(huán)節(jié)按要求串聯(lián)接入，儀器性能穩(wěn)定可靠，方便實用。

　　性能指標(biāo)：

　　輸入心電信號：幅值約為0.01～0.03V，頻率約為0.05～100Hz;輸出心電信號：-10～+10V范圍內(nèi)。

　　心電實驗儀五路信號輸出，四個電路調(diào)試點，以及對應(yīng)模塊電路的輸出：

　　(1)對稱儀器放大電路，調(diào)試點1(out1)信號幅值范圍：-1.0～1.5V;

　　(2)帶通濾波電路，調(diào)試點2(out2)信號幅值范圍：-7.5～8.0V;

　　(3)光電隔離電路，(out3)信號幅值范圍：5.0～6.5V;

　　(4)50Hz陷波電路，調(diào)試點3(out4)信號幅值范圍：5.0～6.5V，大小與out3的相同，觀察示波器波形，較out3去除了50HZ方波

　　(5)后置放大電路，調(diào)試點4(out5)信號幅值范圍：最高可達(dá)12V左右，調(diào)整該段電壓幅值于-10V~10V區(qū)間內(nèi)，以便在上位機(jī)界面觀察并截取圖像。

　　作用：

　　心電信號屬于弱信號，在弱信號檢測的過程中，包含大量傳感器知識以及信號轉(zhuǎn)換理論，通過設(shè)計實驗用心電測試儀，幫助學(xué)生有效認(rèn)識信號檢測中典型電路的功能作用;同時，通過獨立創(chuàng)新設(shè)計硬件電路及焊接調(diào)試，將理論知識與實踐動手能力相結(jié)合，有助于學(xué)生綜合能力的提升。

　　特色優(yōu)勢：

　　以引導(dǎo)學(xué)生將理論知識應(yīng)用到實踐中為根本目的，從對典型電路認(rèn)識和獨立創(chuàng)新兩方面入手。將模塊化設(shè)計思想運用到心電測試儀的設(shè)計開發(fā)中，即將心電信號檢測系統(tǒng)中的基本環(huán)節(jié)獨立，且設(shè)置許多測試點，方便學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)識整套測試儀的工作狀態(tài)，對每個環(huán)節(jié)的功能有充分的認(rèn)識;同時也有利于學(xué)生將自行設(shè)計的模塊串聯(lián)到測試儀中，替代測試儀相應(yīng)的原有功能模塊，使信號有效通過每個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)信號的放大、濾波、陷波等，獲取最終的心電信號波形，實現(xiàn)信息在PC機(jī)上顯示。

　　操作應(yīng)用步驟及注意事項：

　　(1)熟悉心電信號檢測環(huán)節(jié)，及基本電路知識，認(rèn)識實驗系統(tǒng)每件器件的功能作用及使用方法;

　　(2)將面板右側(cè)+12、-12、GND連接外部學(xué)生電源;

　　(3)左右手分別通過心電夾連接到Sign1，Sign2，左腳通過心電夾連接到GND_G。注意，心電夾上貼片應(yīng)貼近脈搏那一面;

　　(4)連接Out1—In2，Out2—In3，Out3—In4，Out4—In5;

　　(5)模擬信號通過out5輸出。先通過示波器觀察其波形及幅值，并調(diào)整幅值范圍在-10V~+10V;

　　(6)連接Out5—VIN，將串口線連接儀器串口，打開上位機(jī)界面。

　　調(diào)試時，可將out5連接示波器(建議同時使用模擬示波器與數(shù)字示波器)觀察波形。

　　注意事項：

　　(1)out1、out2通過示波器觀察時表筆參考地要接到GND_G，而out3，out4，out5通過示波器觀察時表筆參考地要接到GND。

　　(2)若加入學(xué)生設(shè)計模塊，注意電源供給問題。光耦前端的放大器采用面板左側(cè)+12_G,-12_G供電，光耦后端的放大器采用面板右側(cè)+12V,-12V供電，不要將兩種供電電源混淆。上電前要使用萬用表測導(dǎo)線是否存在斷線，電源與地是否短接。

　　(3)要求熟練使用模擬示波器及數(shù)字示波器。

　　推廣情況：所設(shè)計研制的心電信號監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)在自動化學(xué)院2010級、2011級共計800余名學(xué)生開設(shè)《檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》實驗課中進(jìn)行應(yīng)用，對學(xué)生深刻理解信號檢測與轉(zhuǎn)換、采樣、濾波以及系統(tǒng)調(diào)試過程等具有非常明顯的教學(xué)效果，實現(xiàn)了理論學(xué)習(xí)與實驗操作的完美結(jié)合。

　　作品名稱：心電信號監(jiān)測系統(tǒng)

　　完成單位：哈爾濱工程大學(xué)自動化學(xué)院船舶導(dǎo)航與控制國家級實驗教學(xué)中心