Каниболоцкая О. А., Киселев Е. Н.

Запорожская государственная инженерная академия, Украина

Разработка датчика давления для компьютерного спирографа

Спирография в настоящее время является одним из основных методов диагностики заболеваний органов дыхания [1]. В компьютерных спирографах используются датчики давления, которые имеют непосредственную связь с аппаратным блоком и АРМ. Поэтому, с целью обеспечения беспроводной связи между датчиком спирографа и схемами обработки его выходного сигнала, был разработан беспроводной датчик давления, который включает в себя: датчик давления на основе МОН-полевых транзисторов, генератор, усилитель и антенну. Генератор создает переменный сигнал и подает его на датчик давления, усилитель повышает уровень выходного сигнала датчика давления, который затем поступает на антенну предназначенную для передачи сигнала с датчика давления на приемник. Сенсор давления содержит 16 параллельно соединенных чувствительных ячеек. Все чувствительные ячейки имеют одинаковые размеры.

Для моделирования выходного сигнала генератора использовалось программное обеспечение PSPICE. На рис.1 показан выходной сигнал генератора, полученный в результате моделирования, при этом входное напряжение Vdd было установлено на уровне 3,3 В. Результаты моделирования показывают, что генератор может создавать переменный сигнал прямоугольной формы с частотой повторения импульсов 82 МГц.

Рисунок 1 -Выходной сигнал генератора.

На рис. 2 показаны результаты моделирования чувствительного элемента в виде зависимости выходного напряжения Vout от тока стока МОП-транзистора сенсора. При этом выходное напряжение представляет собой максимальное значение переменного выходного напряжения усилителя, а входное напряжение Vout принималось равным 3,3 В. Результаты показали, что выходное напряжение усилителя увеличивается от 2040 мВ до 2095 мВ при изменении тока стока МОП-транзистора сенсора давления в диапазоне 1,1 мА-1,65 мА.

Результаты проведенных исследований показали работоспособность разработанного датчика и позволили определить параметры согласования его сигнала с входными цепями существующих образцов компьютерных спирографов.

Рисунок 2 - Выходное напряжение усилителя.

Дальнейшие исследования направлены на повышение чувствительности разработанного датчика и увеличение длины беспроводного канала связи.

Результаты исследований были использованы для модернизации компьютерного спирографа «Сфера-4» [2].

Литература:

1. «Спирография для профессионалов»: Методика и техника исследования функций внешнего дыхания.- Москва: «ПК-ПРЕСС», 2003.-76 с.

2. «Сфера-4»: Компьютерный спирограф. Инструкция по эксплуатации.- Харьков: «ХАИ-МЕДИКА», 2002.-142 с.