【心電信號監測系統】
功能/作用介紹
簡介
心電信號監測系統為模塊式結構，主要包含心電實驗儀、醫用心電夾子及上位機界面三部分。實驗儀主要由信號采集模塊和數據傳輸模塊組成，信號采集模塊由醫用心電夾子和模擬硬件電路，模擬電路包含信號放大、濾波、光電隔離等環節;數據傳輸模塊主要由AD轉換和通信(RS232接口)兩部分組成。整套系統包含一臺PC機、一臺數字示波器、一臺心電實驗儀和3個醫用心電夾子，實驗時學生也可以自行設計某個模塊環節按要求串聯接入，儀器性能穩定可靠，方便實用。
性能指標：
輸入心電信號：幅值約為0.01～0.03V，頻率約為0.05～100Hz;輸出心電信號：-10～+10V范圍內。
心電實驗儀五路信號輸出，四個電路調試點，以及對應模塊電路的輸出：
(1)對稱儀器放大電路，調試點1(out1)信號幅值范圍：-1.0～1.5V;
(2)帶通濾波電路，調試點2(out2)信號幅值范圍：-7.5～8.0V;
(3)光電隔離電路，(out3)信號幅值范圍：5.0～6.5V;
(4)50Hz陷波電路，調試點3(out4)信號幅值范圍：5.0～6.5V，大小與out3的相同，觀察示波器波形，較out3去除了50HZ方波
(5)后置放大電路，調試點4(out5)信號幅值范圍：最高可達12V左右，調整該段電壓幅值于-10V~10V區間內，以便在上位機界面觀察并截取圖像。
作用：
心電信號屬于弱信號，在弱信號檢測的過程中，包含大量傳感器知識以及信號轉換理論，通過設計實驗用心電測試儀，幫助學生有效認識信號檢測中典型電路的功能作用;同時，通過獨立創新設計硬件電路及焊接調試，將理論知識與實踐動手能力相結合，有助于學生綜合能力的提升。
特色優勢：
以引導學生將理論知識應用到實踐中為根本目的，從對典型電路認識和獨立創新兩方面入手。將模塊化設計思想運用到心電測試儀的設計開發中，即將心電信號檢測系統中的基本環節獨立，且設置許多測試點，方便學生學習認識整套測試儀的工作狀態，對每個環節的功能有充分的認識;同時也有利于學生將自行設計的模塊串聯到測試儀中，替代測試儀相應的原有功能模塊，使信號有效通過每個環節，實現信號的放大、濾波、陷波等，獲取最終的心電信號波形，實現信息在PC機上顯示。
操作應用步驟及注意事項：
(1)熟悉心電信號檢測環節，及基本電路知識，認識實驗系統每件器件的功能作用及使用方法;
(2)將面板右側+12、-12、GND連接外部學生電源;
(3)左右手分別通過心電夾連接到Sign1，Sign2，左腳通過心電夾連接到GND_G。注意，心電夾上貼片應貼近脈搏那一面;
(4)連接Out1—In2，Out2—In3，Out3—In4，Out4—In5;
(5)模擬信號通過out5輸出。先通過示波器觀察其波形及幅值，并調整幅值范圍在-10V~+10V;
(6)連接Out5—VIN，將串口線連接儀器串口，打開上位機界面。
調試時，可將out5連接示波器(建議同時使用模擬示波器與數字示波器)觀察波形。
注意事項：
(1)out1、out2通過示波器觀察時表筆參考地要接到GND_G，而out3，out4，out5通過示波器觀察時表筆參考地要接到GND。
(2)若加入學生設計模塊，注意電源供給問題。光耦前端的放大器采用面板左側+12_G,-12_G供電，光耦后端的放大器采用面板右側+12V,-12V供電，不要將兩種供電電源混淆。上電前要使用萬用表測導線是否存在斷線，電源與地是否短接。
(3)要求熟練使用模擬示波器及數字示波器。
推廣情況：所設計研制的心電信號監測系統已經在自動化學院2010級、2011級共計800余名學生開設《檢測與轉換技術》實驗課中進行應用，對學生深刻理解信號檢測與轉換、采樣、濾波以及系統調試過程等具有非常明顯的教學效果，實現了理論學習與實驗操作的完美結合。
作品名稱：心電信號監測系統
完成單位：哈爾濱工程大學自動化學院船舶導航與控制國家級實驗教學中心
