Разработка и исследование датчиковой аппаратуры для системы автоматизированного мониторирования артериального давления

• Автор: Винокуров, Лев Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 245 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМА МОНИТОРИРОВАНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ СВОБОДНО ДВИГАЮЩЕГОСЯ ЧЕЛОВЕКА
1Л. Метод суточного мониторирования артериального давления
1.2. Аналитический обзор существующих методов и устройств измерения артериального давления
1.3. Патентный обзор по способам и устройствам измерения АД
1.4. Обзор существующих типов датчиков давления и обоснование выбора для применения в разрабатываемом мониторе
1.5. Анализ причин возникновения, характера и способов компенсации температурной погрешности тензорезисторного датчика
1.6. Выбор направления исследования и постановка задачи
1.7. Результаты и выводы
2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОГО ДАТЧИКА ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ И СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ ДЛЯ НОСИМОГО МОНИТОРА АД И ЧСС
2.1. Суточный носимый монитор АД и ЧСС ИАДА-ОЗУл с датчиком пульсовой волны
2.2. Помехозащищенный ДПВ
2.3 Оценка выходных характеристик ДПВ
2.4. Клиническая апробация ДПВ-02 в составе монитора ИАДА-ОЗУл
2.5. Доработка ДПВ по результатам клинической апробации
2.6. Способ и устройство компенсации двигательной активности пациента во время проведения СМАД
2.6. Внедрение результатов исследования в клиническую практику
2.7. Результаты и выводы

3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ КОМПЕНСАЦИИ АДДИТИВНОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАЧАЛЬНОГО УРОВНЯ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ТЕНЗОРЕЗИСТОРНОГО ДАТЧИКА
3.1. Оценка нелинейности температурной характеристики начального уровня выходного сигнала
3.2. Прямой способ компенсации аддитивной температурной погрешности с учетом нелинейности резисторами RmiRp
3.3. Косвенный способ компенсации аддитивной температурной погрешности с учетом нелинейности резисторами Rm и Rp
3.4. Результаты и выводы
4. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ КОМПЕНСАЦИИ МУЛЬТИПЛИКАТИВНОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ДАТЧИКА
4.1. Исследование эффективности компенсации мультипликативной температурной погрешности существующими способами
4.2. Исследование влияния нелинейности общего ТКЧ мостовой цепи на дополнительные температурные погрешности
4.3. Способы компенсации мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности, по входным цепям
4.3.1. Способ компенсации мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности. Схема Ra + Rd
4.3.2. Способ компенсации мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности. Схема Ra + Rlu
4.4. Способы компенсации мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности температурной характеристики, по выходным цепям мостовой схемы
4.4.1. Способ компенсации мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности. Схема Ra по выходным цепям
4.4.2. Способ компенсации мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности. Схема Яа+Яд по выходным цепям
4.4.3 Способ компенсации мультипликативной температурной погрешности
с учетом нелинейности. Схема Яа + Яш по выходным цепям
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж
ПРИЛОЖЕНИЕ К
ПРИЛОЖЕНИЕ Л
ПРИЛОЖЕНИЕ М
ПРИЛОЖЕНИЕ Н
ПРИЛОЖЕНИЕ П
ПРИЛОЖЕНИЕ Р

Таблица
Типы датчиков Погреш ность Преимущества Недостатки
Вибрационночастотный датчик давления ±0,01% Высокая стабильность и точность, простота конструкции, высокие динамические характеристики, частотный выходной сигнал Высокая цена
Тензорезистор-ный датчик давления ±0,05% Высокая стабильность и точность, малые габариты,, высокие динамические характеристики, низкая цена Высокая термочувствительность, требующая компенсации
Емкостный датчик давления ±0,5 % Простота конструкции, высокие динамические характеристики, частотный выходной сигнал, низкая цена Сильная чувствительность к паразитным емкостям и всевозможным посторонним электрическим наводкам
Индуктивный датчик давления ±0,5% Высокая надежность и практически неограничен-ная долговечность из-за отсутствия контактного трения; высокая чувствительность Механическое воздействие его на первичный преобразователь, с которым связан якорь, который может притягиваться к сердечнику
Наиболее подходящими первичными преобразователями для этих целей
являются тензорезисторные преобразователи давлений, представленные в
[7, 71, 73]. Преимущества их применения перед датчиками других типов:
1. Наилучшие габаритно-массовые показатели, в настоящее время выпускаются тензорезисторные преобразователи давления для поверхностного монтажа с габаритными размерами 5x5 мм, что на порядок меньше виброчастот-ных и индуктивных датчиков;
2. Высокая точность (приведенная погрешность до 0,05% и долговременная стабильность до 0,05% в год) обеспечивают требуемые метрологические характеристики на весь срок службы прибора, без дополнительных подрегулировок. Аналогичную и даже более высокую точность могут обеспечить только виброчастотные датчики, однако их применение ограничивается большими габаритами и высокой ценой;
3. Отсутствие подвижных деталей обеспечивает отсутствие механического гистерезиса, инвариантность к воздействию механических ударов и вибра-