[發(fā)明專利]一種基于CS1237芯片、壓阻傳感器和單片機(jī)的壓力采集信號的淚道壓力檢測儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710956368.9
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107811629A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂云海
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院
• 主分類號: A61B5/03
• 分類號: A61B5/03
• 代理公司: 溫州共信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司33284
• 代理人: 王如

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓力檢測儀，特別是指一種基于CS1237芯片、壓 阻傳感器和單片機(jī)的壓力采集信號的淚道壓力檢測儀。

背景技術(shù)

功能性溢淚是眼科常見的一類流淚性疾病，患者往往沖洗通暢， 但是存在流淚現(xiàn)象。根據(jù)淚小管泵機(jī)制理論。在眼瞼閉瞼時，淚小管 收縮，淚小管內(nèi)形成正壓，淚液進(jìn)入淚囊；開瞼時，淚小管內(nèi)形成負(fù) 壓，淚液吸入淚小管進(jìn)入下一循環(huán)，而淚囊僅只有容器的作用。該理 論的實(shí)現(xiàn)需要在淚總管進(jìn)入淚囊處存在功能完善的瓣膜。而功能性溢 淚患者，因?yàn)闇I囊周圍肌肉張力下降，不能使淚總管開口粘膜皺褶在 開瞼的瞬間關(guān)閉淚總管開口，從而使淚小管內(nèi)不能形成負(fù)壓，而導(dǎo)致 溢淚。因此該對淚小管的流體動力學(xué)的檢測是該病診斷的關(guān)鍵。壓阻 傳感器和單片機(jī)的壓力采集信號的淚道壓力檢測儀。

現(xiàn)有技術(shù)中還沒有把于CS1237芯片、惠斯通電橋壓阻傳感器和單 片機(jī)聯(lián)合在一起進(jìn)行信號采集的電路運(yùn)用到淚道壓力檢測儀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種采用最新硅壓阻微機(jī) 械技術(shù)融入到惠斯通電橋中，傳感器中集成了溫度補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行溫度 補(bǔ)償，得到一個相當(dāng)穩(wěn)定的差分信號輸出，再經(jīng)過CS1237高分辨24 位AD進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將差分信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由(U1)單片機(jī)內(nèi) 軟件進(jìn)行多級濾波和算法處理，最終由UART串口協(xié)議輸出完整穩(wěn)定， 真實(shí)可靠的壓力信號提供給上位機(jī)的新型的基于CS1237芯片、壓阻傳 感器和單片機(jī)的壓力采集信號的淚道壓力檢測儀。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于CS1237 芯片、壓阻傳感器和單片機(jī)的壓力采集信號的淚道壓力檢測儀，其特 征在于：包括RC低通濾波電阻(R4，R5)，RC低通濾波電容(C10)，濾 波電容(C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C11)，充電電容 (C1)，抗干擾電阻(R2，R3)，數(shù)據(jù)總處理單片機(jī)(U1)，CS1237芯片 (U3)，低壓差三端穩(wěn)壓管(U2)，惠斯通電橋壓阻傳感器(S1)，低 壓差三端穩(wěn)壓管(U2)將外圍輸入直流電壓DC9V經(jīng)過C3、C5濾波后 送至低壓差三端穩(wěn)壓管(U2)的接地腳，低壓差三端穩(wěn)壓管(U2)的 OUT腳輸出+3.3V后再濾波電容(C4、C6)進(jìn)行電源濾波處理得到紋波較 小的VDD電壓提供給數(shù)據(jù)總處理單片機(jī)U1，CS1237芯片(U3)工作， 惠斯通電橋壓阻傳感器(S1)供電是由CS1237芯片(U3)內(nèi)部供電經(jīng) 過濾波電容C11濾波后送至惠斯通電橋壓阻傳感器(S1)的第4腳 IN+，惠斯通電橋壓阻傳感器(S1)的第3腳接GND，初始壓力信號由數(shù) 據(jù)總處理單片機(jī)(U1)會自動清零處理，當(dāng)惠斯通電橋壓阻傳感器(S1) 受到壓力變化后，惠斯通電橋壓阻傳感器(S1)的第1腳OUT和第3 腳IN-會輸出差分信號，經(jīng)過RC低通濾波電阻(R4、R5)到CS1237芯 片(U3)的第3腳和第4腳，由CS1237芯片(U3)第5腳和第6腳經(jīng) 過抗干擾電阻(R2、R3)耦合IIC通訊連接至數(shù)據(jù)總處理單片機(jī)(U1) 的第19和第20腳，將CS1237芯片(U3)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號送到數(shù)據(jù)總 處理單片機(jī)(U1)進(jìn)行算法處理，數(shù)據(jù)總處理單片機(jī)(U1)的第42腳TX 輸出UART信號給用戶上位機(jī)，輸出信號。

本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置是：CS1237芯片(U3)輸入電阻(R4、R5)是 固定電阻，其阻值是根據(jù)匹配電路低通濾波特性計(jì)算得出。

本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置是：CS1237芯片(U3)輸入低通濾波電容 (C10)和濾波電容(C7、C8)是固定無極性電容，其容值是根據(jù)匹配電 路低通濾波特性計(jì)算得出。

本發(fā)明的最后設(shè)置是：S1237芯片(U3)IIC輸出電阻(R2、R3) 是與數(shù)據(jù)總處理單片機(jī)(U1)通訊抗干擾固定電阻，其阻值是根據(jù)匹配 電路計(jì)算得出，所述數(shù)據(jù)總處理單片機(jī)(U1)是由惠斯通電橋壓阻傳感 器(S1)信號采集差分輸出和CS1237芯片(U3)模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)字輸出集 成電路。

通過采用上述方案，我們達(dá)到如下效果：本發(fā)明的主要用于淚道 壓力的檢測，進(jìn)而用于淚道患者術(shù)前的功能評估與功能性溢淚的臨床 診斷。在要求壓力信號為數(shù)字信號輸出的設(shè)備信號采集時，采用最新 硅壓阻微機(jī)械技術(shù)融入到惠斯通電橋中，傳感器中集成了溫度補(bǔ)償技 術(shù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，得到一個相當(dāng)穩(wěn)定的差分信號輸出，再經(jīng)過CS1237 高分辨24位AD進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將差分信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由 (U1)單片機(jī)內(nèi)軟件進(jìn)行多級濾波和算法處理，最終由UART串口協(xié)議 輸出完整穩(wěn)定，真實(shí)可靠的壓力信號提供給上位機(jī)；該電路簡單可 靠、成本低廉。