本實(shí)用新型涉及生物傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種生物傳感器的信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

在生物傳感器電路中，即使將輸入電壓為零，用靈敏的直流表測量輸出端，也會(huì)有變化緩慢的輸出電壓。這種輸入電壓為零而輸出電壓不為零且緩慢變化的現(xiàn)象，稱為零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。在生物傳感器電路中，任何參數(shù)的變化，如電源電壓的波動(dòng)、元件的老化、半導(dǎo)體元件參數(shù)隨溫度變化而產(chǎn)生的變化，都將產(chǎn)生輸出電壓的漂移。由溫度變化所引起的半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化是產(chǎn)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象的主要原因，因此也稱零點(diǎn)漂移為溫度漂移。

一般地，生物傳感器(例如血壓傳感器、脈搏傳感器或心率傳感器等)要求的靈敏度都非常高，如果此類生物傳感器電路的產(chǎn)生溫度漂移則會(huì)明顯影響電阻值的變化而導(dǎo)致輸出電壓不穩(wěn)定，從而影響到生物傳感器的靈敏度。此外，由于人體產(chǎn)生的生物電信號(例如血壓、脈搏或心率信號)可能時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，生物傳感器的探測頭感測到的生物電信號也時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，為了讓生物傳感器輸出合適信號強(qiáng)度的生物電信號，因此需要進(jìn)行對感測到的生物電信號進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)后再進(jìn)行輸出得到穩(wěn)定的生物電信號。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種生物傳感器的信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置，旨在解決生物傳感器電路因溫度漂移造成靈敏度不高以及無法自適應(yīng)調(diào)節(jié)生物電信號強(qiáng)度的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種生物傳感器的信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置，包括探測頭、雙擲開關(guān)、第一電位器、第二電位器、第三電位器、第四電位器、生物傳感器電路以及微控制器，所述探測頭的兩個(gè)輸出端連接至所述雙擲開關(guān)的兩個(gè)輸入端，所述雙擲開關(guān)的一個(gè)輸出端連接至第一電位器的輸入端，所述雙擲開關(guān)的另一個(gè)輸出端連接至第二電位器的輸入端，第一電位器的輸出端連接至所述生物傳感器電路的正極輸入端，第二電位器的輸出端連接至所述生物傳感器電路的負(fù)極輸入端，所述生物傳感器電路的輸出端連接至所述微控制器的信號輸入端，第三電位器的一端連接至所述生物傳感器電路的正極輸入端，第三電位器的另一端為接地端，第四電位器的一端連接至所述生物傳感器電路的負(fù)極輸入端，第四電位器的另一端連接至所述生物傳感器電路的輸出端，所述雙擲開關(guān)、第一電位器、第二電位器、第三電位器和第四電位器均連接至所述微控制器上。

優(yōu)選的，所述第一電位器包括第一平衡電阻和第一穩(wěn)壓電阻，所述第二電位器包括第二平衡電阻和第二穩(wěn)壓電阻，所述第一平衡電阻和第一穩(wěn)壓電阻串聯(lián)，所述第二平衡電阻和第二穩(wěn)壓電阻串聯(lián)。

優(yōu)選的，所述雙擲開關(guān)的一個(gè)輸出端連接至所述第一平衡電阻的輸入端，所述雙擲開關(guān)的另一個(gè)輸出端連接至所述第二平衡電阻的輸入端。

優(yōu)選的，所述第一穩(wěn)壓電阻的輸出端連接至所述生物傳感器電路的正極輸入端，所述第二穩(wěn)壓電阻的輸出端連接至所述生物傳感器電路的負(fù)極輸入端。

優(yōu)選的，所述微控制器通過第一控制端連接至所述第一平衡電阻的控制端，所述微控制器通過第二控制端連接至所述第二平衡電阻的控制端。

優(yōu)選的，所述第三電位器包括第三平衡電阻和第三穩(wěn)壓電阻，所述第四電位器包括第四平衡電阻和第四穩(wěn)壓電阻。

優(yōu)選的，所述第三平衡電阻的一端和第三穩(wěn)壓電阻的一端串聯(lián)，所述第三平衡電阻的另一端為接地端，所述第三穩(wěn)壓電阻的另一端連接至所述生物傳感器電路的正極輸入端。

優(yōu)選的，所述第四平衡電阻的一端和第四穩(wěn)壓電阻的一端串聯(lián)，所述第四平衡電阻的另一端連接至所述生物傳感器電路的輸出端，所述第四穩(wěn)壓電阻的另一端連接至所述生物傳感器電路的負(fù)極輸入端。

優(yōu)選的，所述微控制器通過第三控制端連接至所述第三平衡電阻的控制端，所述微控制器通過第四控制端連接至所述第四平衡電阻的控制端。

優(yōu)選的，所述微控制器通過第五控制端連接至所述雙擲開關(guān)的控制端，用于自動(dòng)控制所述雙擲開關(guān)的斷開或閉合。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述生物傳感器的信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置采用上述技術(shù)方案，取得了如下技術(shù)效果，既能夠自動(dòng)消除生物傳感器產(chǎn)生的電路溫度漂移現(xiàn)象，消除了電路溫度漂移現(xiàn)象對生物傳感器的靈敏度產(chǎn)生的不利影響，又能夠根據(jù)被測對象的生物電信號強(qiáng)弱來自適應(yīng)地輸出合適強(qiáng)度的生物電信號，從而穩(wěn)定了生物傳感器輸出電氣特性，提高了生物傳感器的靈敏度，取得了生物傳感器自適應(yīng)被測對象的生物電信號強(qiáng)弱的效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型生物傳感器的信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成上述目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1所示，圖1是本實(shí)用新型生物傳感器的信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，所述生物傳感器的信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置包括探測頭1、雙擲開關(guān)2、第一電位器3、第二電位器4、第三電位器5、第四電位器6、生物傳感器電路7以及微控制器(MCU)8。所述探測頭1的兩個(gè)輸出端連接至雙擲開關(guān)2的兩個(gè)輸入端，所述雙擲開關(guān)2的一個(gè)輸出端連接至第一電位器3的輸入端，所述雙擲開關(guān)2的另一個(gè)輸出端連接至第二電位器4的輸入端。第一電位器3的輸出端連接至生物傳感器電路7的正極輸入端，第二電位器4的輸出端連接至生物傳感器7電路的負(fù)極輸入端，所述生物傳感器電路7的輸出端連接至微控制器8的信號輸入端，第三電位器5的一端連接至生物傳感器電路7的正極輸入端，第三電位器5的另一端為接地端，第四電位器6的一端連接至生物傳感器電路7的負(fù)極輸入端，第四電位器6的另一端連接至生物傳感器電路7的輸出端。所述雙擲開關(guān)2、第一電位器3、第二電位器4、第三電位器5和第四電位器6均連接至微控制器8上。所述微控制器8用于控制雙擲開關(guān)2斷開時(shí)，通過調(diào)節(jié)第一電位器3和第二電位器4的電阻值將生物傳感器電路7因溫度漂移現(xiàn)象產(chǎn)生的電壓調(diào)節(jié)為零。所述微控制器8還用于控制雙擲開關(guān)2閉合時(shí)，通過調(diào)節(jié)第三電位器5和第四電位器5的電阻值使所述生物傳感器7電路輸出的生物電信號強(qiáng)度處于預(yù)設(shè)強(qiáng)度閾值范圍內(nèi)。所述微控制器8為現(xiàn)有技術(shù)中具有信號控制功能的微處理器、單片機(jī)、信號處理芯片或者信號控制芯片。所述預(yù)設(shè)強(qiáng)度閾值范圍預(yù)先設(shè)置并存儲(chǔ)在所述微控制器8內(nèi)，作為生物傳感器電路7輸出的生物電信號的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。所述生物傳感器電路7采用現(xiàn)有技術(shù)中生物傳感器(例如血壓傳感器、脈搏傳感器或心率傳感器等)的信號處理電路，一般包括數(shù)模(A/D)轉(zhuǎn)換電路、信號濾波電路等，本實(shí)施例不作具體闡述。

在本實(shí)施例中，所述第一電位器3包括第一平衡電阻DR1和第一穩(wěn)壓電阻R1，第一平衡電阻DR1和第一穩(wěn)壓電阻R1串聯(lián)。所述第二電位器4包括第二平衡電阻DR2和第二穩(wěn)壓電阻R2，第二平衡電阻DR2和第二穩(wěn)壓電阻R2串聯(lián)。所述第三電位器5包括第三平衡電阻DR3和第三穩(wěn)壓電阻R3，第三平衡電阻DR3和第三穩(wěn)壓電阻R3串聯(lián)。所述第四電位器6包括第四平衡電阻DR4和第四穩(wěn)壓電阻R4，第四平衡電阻DR4和第四穩(wěn)壓電阻R4串聯(lián)。

所述探測頭1的兩個(gè)輸出端連接至雙擲開關(guān)2的兩個(gè)輸入端，所述雙擲開關(guān)2的一個(gè)輸出端連接至第一平衡電阻DR1的輸入端，所述雙擲開關(guān)2的另一個(gè)輸出端連接至第二平衡電阻DR2的輸入端，第一穩(wěn)壓電阻R1的輸出端連接至生物傳感器電路7的正極輸入端，第二穩(wěn)壓電阻R2的輸出端連接至生物傳感器電路7的負(fù)極輸入端，所述生物傳感器電路7的輸出端連接至微控制器8的信號輸入端S0。所述微控制器8的第一控制端S1連接至第一平衡電阻DR1的控制端，所述微控制器8的第二控制端S2連接至第二平衡電阻DR2的控制端。所述微控制器8的第三控制端S3連接至第三平衡電阻DR3的控制端，第三平衡電阻DR3的一端為接地端，第三平衡電阻DR3的另一端連接至第三穩(wěn)壓電阻R3的一端，第三穩(wěn)壓電阻R3的另一端連接至生物傳感器電路7的正極輸入端。所述微控制器8的第四控制端S4連接至第四平衡電阻DR42的控制端，第四平衡電阻DR4的一端連接至微控制器8的信號輸入端S0(即：生物傳感器電路7的輸出端)，第四平衡電阻DR4的另一端連接至第四穩(wěn)壓電阻R4的一端，第四穩(wěn)壓電阻R4的另一端連接至生物傳感器電路7的負(fù)極輸入端。所述微控制器8的第五控制端S5連接至所述雙擲開關(guān)2的控制端，用于自動(dòng)控制雙擲開關(guān)2的斷開或閉合。

在調(diào)節(jié)生物傳感器電路7產(chǎn)生的溫度漂移現(xiàn)象過程中，當(dāng)?shù)谝黄胶怆娮鐳R1和第二平衡電阻DR2的觸頭滑動(dòng)到零端電阻值時(shí)，產(chǎn)生較高的電壓可能會(huì)損壞生物傳感器電路7。因此，本實(shí)施例中采用第一穩(wěn)壓電阻R1和第二穩(wěn)壓電阻R2來保證第一電位器3和第二電位器4輸出電壓的穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)谝黄胶怆娮鐳R1和第二平衡電阻DR2的觸頭滑動(dòng)時(shí)，所述第一穩(wěn)壓電阻R1和第二穩(wěn)壓電阻R2用于保持第一電位器3和第二電位器4輸出穩(wěn)定電壓，從而保護(hù)生物傳感器電路7不會(huì)因電壓過高而損壞。

在調(diào)節(jié)生物傳感器電路7輸出的生物電信號強(qiáng)度過程中，當(dāng)?shù)谌胶怆娮鐳R3和第四平衡電阻DR4的觸頭滑動(dòng)到零端電阻值時(shí)，產(chǎn)生較高的電壓可能會(huì)生物傳感器電路7。因此，本實(shí)施例中采用第三穩(wěn)壓電阻R3和第四穩(wěn)壓電阻R4來保證第三電位器5和第四電位器6輸出電壓的穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)谌胶怆娮鐳R3和第四平衡電阻DR4的觸頭滑動(dòng)時(shí)，所述第三穩(wěn)壓電阻R3和第四穩(wěn)壓電阻R2用于保持第三電位器5和第四電位器6輸出穩(wěn)定電壓使生物傳感器電路7輸出穩(wěn)定的生物電信號。

本實(shí)用新型所述生物傳感器的信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置的工作原理如下：當(dāng)探測頭1開啟量測被測對象(例如人體)的生物電信號(例如心電信號)時(shí)，微控制器8通過第五控制端S5斷開雙擲開關(guān)2使探測頭1的輸出端電壓差為零，通過第一控制端S1控制第一平衡電阻DR1的觸頭滑動(dòng)以改變第一電位器3的電阻值以及通過第二控制端S2同步控制第二平衡電阻DR2的觸頭滑動(dòng)以改變第二電位器4的電阻值來將生物傳感器電路7的輸出端電壓調(diào)為零。當(dāng)生物傳感器電路7的輸出端電壓為零時(shí)，所述微控制器8通過第一控制端S1控制第一平衡電阻DR1的觸頭和通過第二控制端S2控制第二平衡電阻DR2的觸頭同時(shí)停止滑動(dòng)并固定位置，此時(shí)即可消除生物傳感器電路7產(chǎn)生的溫度漂移現(xiàn)象對生物傳感器7的靈敏度產(chǎn)生的不利影響，從而穩(wěn)定了生物傳感器電路7輸出的電氣特性。

當(dāng)生物傳感器電路7的輸出端電壓為零時(shí)，此時(shí)即可利用探測頭1量測被測對象的生物電信號。由于人體產(chǎn)生的生物電信號(例如血壓、脈搏或心率信號)可能時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，生物傳感器的探測頭1感測到的生物電信號也時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，為了讓生物傳感器輸出合適信號強(qiáng)度的生物電信號，因此需要進(jìn)行對感測到的生物電信號進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)后再進(jìn)行輸出得到穩(wěn)定的生物電信號。在本實(shí)施例中，微控制器8通過第五控制端S5開啟雙擲開關(guān)2使探測頭1量測到的生物電信號輸出至生物傳感器電路7。然后，微控制器8檢測生物傳感器電路7輸出的生物電信號的信號強(qiáng)度是否處于預(yù)設(shè)強(qiáng)度閾值范圍內(nèi)，則通過第三控制端S3控制第三平衡電阻DR3的觸頭滑動(dòng)以改變第三電位器5的電阻值以及通過第四控制端S4同步控制第四平衡電阻DR4的觸頭滑動(dòng)以改變第四電位器6的電阻值來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)生物傳感器電路7的輸出端電壓，使生物傳感器電路7輸出的生物電信號的信號強(qiáng)度處于預(yù)設(shè)強(qiáng)度閾值范圍內(nèi)，從而穩(wěn)定了生物傳感器電路7輸出的生物電信號強(qiáng)度，取得了生物傳感器自適應(yīng)被測對象的生物電信號強(qiáng)弱的效果。

本實(shí)用新型所述生物傳感器的信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置通過控制第一電位器3和第二電位器4的電阻值將生物傳感器電路7因溫度漂移現(xiàn)象產(chǎn)生的電壓自動(dòng)調(diào)零，消除了溫度漂移現(xiàn)象對生物傳感器的靈敏度產(chǎn)生的不利影響，從而穩(wěn)定了生物傳感器輸出電氣特性。此外，通過控制第三電位器5和第四電位器6的電阻值來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)生物傳感器電路7輸出的生物電信號處于合適信號強(qiáng)度范圍內(nèi)，從而穩(wěn)定生物傳感器電路7輸出的生物電信號強(qiáng)度，取得了生物傳感器自適應(yīng)被測對象的生物電信號強(qiáng)弱的效果。

以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效功能變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。