淺淡現(xiàn)代心電圖機(jī)位置反饋記錄器系統(tǒng)

1、淺淡現(xiàn)代心電圖機(jī)位置反饋記錄器系統(tǒng) 現(xiàn)代心電圖機(jī)中的記錄器系統(tǒng)已由位置反饋式記錄器系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的盤香彈簧機(jī)械式記錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括位置檢測器、限幅放大器、位置反饋放大器和驅(qū)動(dòng)放大器幾部分。由位置檢測器（檢測器與記錄器聯(lián)動(dòng)）檢測輸出的位置反饋信號(hào)，經(jīng)位置反饋放大器輸出，送至驅(qū)動(dòng)放大器的輸入端作負(fù)反饋組成閉合環(huán)路，從而起到控制熱筆位置正確偏轉(zhuǎn)的作用。由于輸出的位置反饋信號(hào)正比于熱筆的位置即轉(zhuǎn)角，所以該系統(tǒng)叫做位置反饋記錄器系統(tǒng)。 一、位置檢測器 位置檢測器亦稱位置傳感器，現(xiàn)在普遍采用的有差動(dòng)變壓器式、同軸電位器式和磁敏電阻式三種： 1、“差動(dòng)變壓器”式位置檢測器 差動(dòng)變壓器是由一組相對(duì)于固定

2、位置的次級(jí)線圈而可以移動(dòng)的初級(jí)圈和兩組固定位置的次級(jí)線圈組成。初級(jí)線圈作信號(hào)激勵(lì)用，次級(jí)線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)、尺寸和參數(shù)相同的兩個(gè)線圈反相中聯(lián)而成。它是利用初級(jí)線圈作直線移動(dòng)，以改變初次線的互感量（初次級(jí)之間是通過空間耦合）來達(dá)到兩個(gè)次級(jí)線圈電壓的差值與初級(jí)線圈動(dòng)作距離成線性關(guān)系的。 差動(dòng)變壓器的工作原理是：在初級(jí)線圈l0中加入一定的交流激勵(lì)電壓e時(shí)，在次級(jí)線圈l1和l2中將分別感應(yīng)出交流信號(hào)v1和v2。當(dāng)l0 和l1、l2之間等距時(shí)，將在次級(jí)l1 、l2感應(yīng)出大小相等相位相同的電壓信號(hào)，輸出為零。當(dāng)l0和移動(dòng)到l1附近（遠(yuǎn)離l2時(shí)），l1上上感應(yīng)到的交流信號(hào)v1v2。反之v2v1?？傊?，當(dāng)l0產(chǎn)生

3、位移時(shí)，兩個(gè)次級(jí)線圈l 1、 l2的感應(yīng)電勢就不相等，一個(gè)增加伴隨另一個(gè)減少，因此，差動(dòng)變壓器便產(chǎn)生差動(dòng)電壓輸出，輸出電壓的大小與相位取決于位移的大小與位移的方向。 2、“同軸電位器”式位置測器 該位置檢測器是采用了與記錄線圈同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的固態(tài)性電位器結(jié)構(gòu)，其工作原理是當(dāng)固態(tài)線性電位器隨記錄線圈同軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，r01和r02的阻值也在變化：線性電位器中心臂在中產(chǎn)位置時(shí)，r01=r02，此時(shí)v0 ；線性電位器中心臂在上面位置時(shí)，r01 ；線性電位器中心臂在下面位置時(shí)，r01r02，此時(shí)v0 ；線性電位器中心臂在下面位置時(shí)，r01r02，此時(shí)v0r磁2此時(shí)v0 。總之，它是得用磁鐵與記錄器線圈同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。使

4、磁鐵在磁敏電阻上、下移動(dòng)時(shí)，r磁不同的原理，從而達(dá)到檢測記錄器不同位置時(shí)的相應(yīng)反饋電壓之目的。 二、位置反饋記錄器 位置反饋記錄器由內(nèi)磁動(dòng)圈記錄器構(gòu)成，但不必安裝反作用彈簧，而由位置信號(hào)檢測裝置來代替彈簧的作用。內(nèi)磁式記錄器的結(jié)構(gòu)包括以下三個(gè)部分： （1）放在表殼內(nèi)，固定在表殼上。 （2）線圈與上下軸焊在一起，上軸與盤香彈簧定在壓板上。線圈的下軸（可以通過軸尖或軸承）被支架支撐，線圈可以在磁鋼外左右移動(dòng)。 （3）熱筆用架固定在轉(zhuǎn)軸上。 內(nèi)磁式記錄器的磁鋼放在電流計(jì)內(nèi)部，組成內(nèi)磁回路，與外磁回路相比，可以減少損耗，加之結(jié)構(gòu)上不用外部的大塊磁鋼，因而記錄器的體積也相應(yīng)減小。 記錄器的工作原理是利用

5、電磁力f=bil理論，可動(dòng)線圈在沒有作用力，此時(shí)可動(dòng)線圈在位置信號(hào)檢測裝置的支持下，處于水平狀態(tài)，熱筆處于記錄零位。如果有電流通過時(shí)，將形成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力n，該力矩可使要可動(dòng)線圈旋轉(zhuǎn)?？蓜?dòng)線圈不論是順時(shí)針還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，都使控制裝置產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相反的力矩n。當(dāng)線圈偏轉(zhuǎn)時(shí)，位置信號(hào)檢測裝置產(chǎn)生反抗力矩，并與它的扭轉(zhuǎn)角度成正比。當(dāng)n=n時(shí)，可動(dòng)線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)，由所停位置來指示流入線圈電流的大小，所以當(dāng)通過線圈的電流大小和方向與心電信號(hào)相同時(shí)，熱筆就在心電記錄紙上描記出連續(xù)的心電信號(hào)電流波形。 熱筆采用“點(diǎn)”狀接觸熱筆，它是采用了半導(dǎo)體材料“點(diǎn)”接觸發(fā)熱元件，元件與筆桿之間用絕緣材料隔離，因而它的熱

6、容量，散熱量和耗電量均較小?！包c(diǎn)”狀熱筆必須配合特殊機(jī)構(gòu)才能將記錄器軸的轉(zhuǎn)動(dòng)變成筆端的直線運(yùn)動(dòng)，從而使筆端的垂直位移與記錄器的偏轉(zhuǎn)角成正比。 三、“差動(dòng)變壓器”式位置反饋記錄器電路 到目前為止，應(yīng)用廣泛的國產(chǎn)xdh?3b型，進(jìn)口ecg?6151、ecg?6511型等現(xiàn)代心電圖機(jī)采用位置檢測器式位置反饋記錄器電路。在這里本文以國產(chǎn)xdh?3b型心電圖機(jī)為例，就差動(dòng)變壓器式位置反饋記錄器電路的工作原理簡述如下，僅供參考。 該電路主要由以下幾個(gè)部分組成. 1、限幅放大器 由運(yùn)算放大器 ys3電路限幅放大器，其增益可由下式求得： 式中 中心點(diǎn)下部電阻，中點(diǎn)上部電阻。調(diào)整w即可改變限幅放大器的輸出，控制

7、了記錄筆的移動(dòng)幅度。 2考畢茲振蕩器 由偏流電阻r112、r113、復(fù)合管bg37、bg38與諧振回路l2、c26、c27組成電容三點(diǎn)式正弦波振蕩器。其頻率： 3、檢波濾波電路 由bg39、bg40、r114r117、c30c33和w11組成。此電路將v1、v2的輸出經(jīng)bg39、bg40半波檢波和濾波后，將在w11的中心點(diǎn)（0點(diǎn)）得到一個(gè)對(duì)地的直流電平。此直流電壓v0與l0、l1及l(fā)2的相對(duì)位置變化成線性關(guān)系。在w11調(diào)到中心位置的情況下，熱筆在中間位置時(shí)，l0和l1、l2的相對(duì)位置相等。v1=v2，則v0=0。當(dāng)熱筆偏轉(zhuǎn)時(shí)，l0線圈和記錄器線圈連軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，v0就將發(fā)生變化。當(dāng)l0靠近l1，

8、遠(yuǎn)離l2時(shí)，v1v2，v00，輸出正電壓，反之 ，v2v1，v00，輸出負(fù)電壓。 4、位置反饋?zhàn)儔浩?由ys5組成，其電壓增益為 它的作用是將位置檢測信號(hào)v0進(jìn)行放大，然后，一路經(jīng)r98送到驅(qū)動(dòng)放大器ys4的反相端，另一路經(jīng)過微分電容c21、c22和w8、r100也送到y(tǒng)s4的反相端。w8為陰尼調(diào)節(jié)電位器。調(diào)節(jié)w8的大小，即可改變微分信號(hào)輸出的大小，以達(dá)到調(diào)節(jié)阻尼的目的。 5、驅(qū)動(dòng)放大器 由運(yùn)算放大器ys4和ocl單端推挽功率放大器bg31bg34組成。靜態(tài)時(shí)，即在沒有做心測試時(shí)，ys4的6腳輸出為0。經(jīng)r144分二路，一路經(jīng)d3，d3導(dǎo)通，將bg31的基極箝位在0伏，bg34、bg34截止，

9、射極輸出為0；另一路經(jīng)d4，d4導(dǎo)通，bg32、bg33截止，輸出為0。熱筆處在中間位置。 動(dòng)態(tài)時(shí)可分兩種情況討論： （1）當(dāng)測得的心電信號(hào)與位置檢測器的輸出一起疊加后送到y(tǒng)s4，并使ys4的輸出從0v 上升到+10v的過程中，經(jīng)r144分兩路：一路隨ys4輸出電壓的上升，經(jīng)d4使bg32、bg33截止。熱筆隨差ys輸出的增加在記錄紙上描記出正向的心電曲線。 （2）當(dāng)兩倍疊加后使ys4的輸出從0v下降到10v時(shí)，則與上述過程相反。熱筆隨著ys4的負(fù)向變化在記錄紙描記出負(fù)向的心電曲線。w7是驅(qū)動(dòng)電路的靈敏度調(diào)節(jié)，相當(dāng)于調(diào)節(jié)了記錄器系統(tǒng)的靈敏度。 6、“差動(dòng)變壓器”式位置反饋系統(tǒng)工作原理 由正弦波

10、振蕩器輸出的270khz正弦波激勵(lì)差動(dòng)變壓器，并通過熱筆與記錄器軸機(jī)械連接在一起，產(chǎn)生一個(gè)正比于記錄器的位移信號(hào)，經(jīng)差動(dòng)整流濾波，ys5放大后位置檢測信號(hào)與來自ys3的心電信號(hào)一起疊后送到y(tǒng)s4（心電信號(hào)與位置檢測信號(hào)是反相信號(hào)），ys4輸出驅(qū)動(dòng)對(duì)稱單端推挽功率放大器去推動(dòng)記錄器工作。當(dāng)ys3的正信號(hào)等于ys5的負(fù)信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)放大器輸出為0，記錄器處于一個(gè)“動(dòng)態(tài)平衡”狀態(tài)。當(dāng)輸入心電信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，記錄器又將偏轉(zhuǎn)并處于另一個(gè)新的“動(dòng)態(tài)平衡”狀態(tài)。這樣，記錄器在各種不同狀態(tài)對(duì)幅值的描繪就是一幅心電信號(hào)。 綜上所述，熱筆的移動(dòng)總是處在對(duì)輸入心電信號(hào)的響應(yīng)狀態(tài)，即按照信號(hào)而動(dòng)作的。采用了位置反饋記錄系統(tǒng)后，克服了傳統(tǒng)的檢流計(jì)筆描記錄器為提高時(shí)間精度采取了各種直線補(bǔ)