一种医用人体基本参数测试仪的设计 (1)

3 系统总体设计

　　系统以单片机为控制核心，由提取体温、脉搏次数和呼吸间隔的传感器及相应的信号调理模块、放大整形模块、电源模块、键盘控制模块，以及LCD显示模块等构成。系统还包括一个可以与独立监测单片机进行串行通讯的集中监测机，用于对仪器设备进行网络化管理。系统具体实现框图如图2所示。

4 理论分析

　　4．1 脉搏测量误差分析

　　人的脉搏频率一般为60～100次／min，以脉搏信号调整、整形后的信号为门限，在第一个上升沿开始对标准脉冲fo计数，第二个上升沿停止计数，计数值为N。这种在门限内的填充计数存在误差。脉冲频率越小，计数值越大，此方法固有误差的影响就越小。则脉搏频率f=100次／min时，误差最大。取fo=l kHz，此时理论上N=fo(60／100)=600次，而实际可能为599或者601。根据公式f=(60xfo)／N，可以得到f1=100．169次／min和99．833次／min。△fmax≤0.2次／min，精度很高。

　　4．2 温度测量数据处理方法分析

　　影响体温测量的因素很多。为提高测量精度，适当增加测量次数，利用补偿的方法减小随机误差的影响。为了获得最可信赖的结果，利用最小二乘法，在残余误差平方和最小的条件下测得值最可信赖。

　　被测温度和输出电压V成线性关系，即V=b+aT，则线性参数的误差方程为

　　式中：vi为每次测试值和真值的误差。