大家好，我是[廣州工控傳感*科技] 1620傳感器事業(yè)部，張工。
A.傳感器的對(duì)稱性要求
由于基于電阻惠斯通電橋的補(bǔ)償校準(zhǔn)方式都是要在橋路中串并入電陽(yáng)才可以實(shí)施因此就有可能會(huì)因此破壞1620一次性血壓傳感器在使用過(guò)程中的共模電壓點(diǎn)。如圖-7中的R1和R2，結(jié)合橋警阻值，如果不對(duì)稱，將會(huì)導(dǎo)致共模電壓對(duì)于放大電路的不平衡，共模電壓過(guò)高或者過(guò)低，從而可能會(huì)讓差分電路信號(hào)放大出現(xiàn)飽和或者下溢的情況，這將使得產(chǎn)品在每次更換過(guò)程中，需要醫(yī)護(hù)人員每次都要調(diào)整增益，然而這將影響產(chǎn)品的互換性，浪費(fèi)不必要的寶貴時(shí)間和微弱信號(hào)有限的增益空間，或者需要對(duì)使用者花費(fèi)更多的時(shí)間進(jìn)行使用培訓(xùn)。想起高懸頭頂?shù)囊簤貉b置就擔(dān)心，因此認(rèn)為確實(shí)有必要規(guī)定傳感器校準(zhǔn)之后的輸出對(duì)稱性。

關(guān)于共模電壓影響儀表放大器的輸出范圍，我們可以借用以下ADI的儀表鉆石圖工具簡(jiǎn)單分析一下。看到“鉆石”是不是很心動(dòng)? 心動(dòng)不如行動(dòng)。我們?cè)O(shè)定:
正負(fù)激勵(lì) (+/-3V)
Vcm = OV增益設(shè)置為100 (信號(hào)本來(lái)就弱，增益需要適當(dāng)大) ，差分信號(hào)范圍(+/-25mV)

為了說(shuō)明共模電壓對(duì)增益的影響，對(duì)于儀表放大器而言，這是共性，因此例子中儀表放大器的型號(hào)并不重要。圖-8中，縱軸是輸入信號(hào)的共模電壓范圍，橫軸是輸出電玉的范圍。白色框內(nèi)是允許的輸出范圍，中間的紅色是代表當(dāng)前的設(shè)置條件下，橫軸可以輸出到多少，是否還需要調(diào)整增益，如果共模電壓會(huì)變化，則那根紅線會(huì)形成個(gè)矩形區(qū)域，表示縱向共模范圍內(nèi)橫向輸出電壓的多少。

圖-8中，左邊為對(duì)稱的信號(hào)輸入，共模電壓為0[3+(-3)=],因此看到圖中間的輸出電樂(lè)范圍是最寬的，也就是說(shuō)，增益可以調(diào)整到最大允許范圍:但是在右邊的圖中，當(dāng)共模電壓變?yōu)?1V時(shí)，同樣的增益下就會(huì)產(chǎn)生溢出，及信號(hào)失真，因此必須要將增益調(diào)小才可以滿足，這對(duì)原本微弱的信號(hào)簡(jiǎn)直就是一個(gè)打擊，我們的醫(yī)生有時(shí)候甚至不會(huì)意識(shí)到重要信號(hào)的已經(jīng)失真。如果是單電源方式下的儀表放大，共模電壓的不確定對(duì)測(cè)量而言會(huì)更加不利。
關(guān)于1620一次性血壓傳感器的輸出對(duì)稱性要求，《標(biāo)準(zhǔn)》中提及8次 (突然想起《大話西游》里菩提告訴至尊寶在夢(mèng)里他叫了晶晶98次，還有一位名字叫紫霞的，叫了784次)，其參數(shù)特征要求就是在短接傳感器的正和負(fù)輸出兩端，在6v激勵(lì)情況下，分別測(cè)量從激勵(lì)的正極到短接處的電壓，然后同樣測(cè)量從短接處到激勵(lì)的負(fù)極的電壓，計(jì)算，該值的范圍應(yīng)該在范圍內(nèi)。

這是在其他壓力傳感器的特性中，很難看到的一條特點(diǎn)。即使在同類型的產(chǎn)品中可以選擇一款放大范圍足夠大，放大電路供電電壓足夠?qū)挷痪托辛? 要知道，還有個(gè)2uA的漏電指標(biāo)一一如果電路失效，都很難說(shuō)這入漏電電流會(huì)不會(huì)超標(biāo)。

當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)特性，其管腳結(jié)構(gòu)上也有相應(yīng)的處理，顯得與眾不同。如圖-9所示。電橋設(shè)計(jì)中并不是完全閉合，而是將其暫時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)，這樣便于信號(hào)的測(cè)量和校準(zhǔn)，在應(yīng)用電路中，則需要將Out分別簡(jiǎn)單短接即可.
傳感器的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)功能
校驗(yàn)”這個(gè)詞，在《標(biāo)準(zhǔn)》中提到了13次 (必須承認(rèn)，想紫霞多于晶晶是存在的事實(shí)，菩提大哥D.G.看到了也會(huì)同意的) 。1620一次性血壓傳感器在現(xiàn)場(chǎng)使用的時(shí)候，除了0點(diǎn)可以校準(zhǔn)之外，你是無(wú)法判斷當(dāng)前的信號(hào)是否正常的，哪怕傳感器已經(jīng)損壞。所以當(dāng)前面的神仙姐姐只看到了數(shù)值偏低而手足無(wú)措時(shí)，我完全理解她的緊張。其實(shí)，在《標(biāo)準(zhǔn)》第3.7條提到使用額外的電阻對(duì)電橋進(jìn)行設(shè)置，使得電橋輸出一個(gè)已知的電壓值來(lái)模擬一個(gè)設(shè)定已知的壓力值。這樣，就可以方便隨時(shí)檢測(cè)當(dāng)前的數(shù)值大概范圍，是否正常。

在1620一次性血壓傳感器的規(guī)格書中，有特別提到傳感器的校準(zhǔn)，或者某種意義上的檢測(cè)。方法就是在現(xiàn)有的傳感器電橋上，外加一路150k歐姆的電阻連接激勵(lì)正極和輸出正信號(hào)端(+out),因此模擬300mmHg的壓強(qiáng)信號(hào)。從應(yīng)用上來(lái)講，該檢測(cè)電路的使用可以在任意時(shí)候，哪怕在正常測(cè)量血壓過(guò)程中，也可以看到疊加信號(hào)之后的輸出。
如果在測(cè)量血壓前可以進(jìn)行類似的檢測(cè)，就可以判別應(yīng)該調(diào)整多大的增益，或者當(dāng)前的信號(hào)問(wèn)題大概出在什么地方。就可以將該檢測(cè)電路外加，看輸出信號(hào)增加的范圍以此先判別:傳感器是否依然正常，以及之前的數(shù)值大概范圍，冷靜下來(lái)再考慮那人液壓物理公式。
在這里不打算用一個(gè)復(fù)雜的基爾霍夫方程組來(lái)解一個(gè)電壓信號(hào)。直接借用手邊的模擬工具就可以說(shuō)明問(wèn)題。就比如是借用越光寶盒穿越一下，就不要翻筋斗云.圖-10中，VF1為輸出信號(hào)正端 (+out) ，R7即為外加的那個(gè)傳說(shuō)中的校驗(yàn)電阻當(dāng)沒(méi)有外部150k歐姆的電阻時(shí)，輸出差分信號(hào)Vout = VF1-VF2顯然為0(實(shí)際是應(yīng)該存在Voffset)，當(dāng)再加上這個(gè)校驗(yàn)電阻時(shí)，輸出變化的差分電壓值Vout cal ~=3mV
根據(jù)傳感器的參數(shù)表，100mmHg的壓強(qiáng)可以輸出多少電壓?
傳感器靈敏度: 5uV/V/mmHg
激勵(lì)電壓: 6V
施加壓強(qiáng): 100mmHg

從而可以得到，在外掛校驗(yàn)電阻連接的時(shí)候，輸出信號(hào)可以模擬100mmHg的血壓值。在A.4.2.3.6內(nèi)，《標(biāo)準(zhǔn)》制定組的人對(duì)于這個(gè)電阻應(yīng)該設(shè)計(jì)在傳感器橋臂邊上還是放在外部放大電路上，或者兩邊各放一半因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致傳感器壓力芯片成本問(wèn)題開(kāi)始很糾結(jié)，最終決定不把這個(gè)額外的校驗(yàn)電阻放在傳感器芯片上。于是電路上可以很容易地添加即可。但是這個(gè)電阻不是隨意添加，《標(biāo)準(zhǔn)》里也根本沒(méi)有提及阻值范圍這完全由那個(gè)小小的傳感器的特性決定: 能不能加? 加多大? 要加的話，能不能統(tǒng)阻值?
這些問(wèn)題，1620一次性血壓傳感器上已經(jīng)考慮過(guò)了，所以，才有了現(xiàn)在多出的靠得很近的管腳。如果電橋不對(duì)稱，這個(gè)問(wèn)題只會(huì)讓設(shè)計(jì)者煩心。加個(gè)電位器，每個(gè)很有耐心地單獨(dú)調(diào)。對(duì)我而言，寧愿去多想想晶晶姑娘
傳感器能做到多小?你要是想到孫悟空鉆到鐵扇公主肚子這個(gè)鏡頭，就明白這個(gè)傳感器有多小了。實(shí)際產(chǎn)品可能比你想象得還要小。事實(shí)上，有兩款超級(jí)迷你型的壓力傳感器就是用于體內(nèi)壓力的測(cè)量的。