心电图仪的调试与检测实施手册.docx

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心电图仪的调试与检测实施手册

心电图仪调试与检测

实施手册

一、项目描述：

在当今社会中,心脏病等心血管已经成为了世界范围内常见的疾病,号称“头号杀手”。

由于心脏病有突发性以及长久性，对心脏病人也需要长期的治疗和监护。

心脏是循环系统中重要的器官。

由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。

心脏在机械性收缩之前，首先产生电激动。

心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表，使体表不同部位产生不同的电位。

如果在体表放置两个电极，分别用导线联接到心电图机（即精密的电流计）的两端，它会按照心脏激动的时间顺序，将体表两点间的电位差记录下来，形成一条连续的曲线，这就是心电图。

项目的功能和性能

1）检测心电信号并进行放大

2）单片机AD信号采集

3）LCD心率显示

4）PC机心电图显示

心电图仪的主要技术参数

1）输入阻抗>1MΩ

2）输入端短路噪声电压峰-峰值（P-P）<=10uV

3）CMRR>=60db

4）电压增益：

>=1000倍

5）50HZ干扰抑制滤波器：

>=20dB

6）带宽：

0.05Hz~30HZ（以10Hz为基准，+0.4dB,-3.0dB）

3、已具备资料

（1）相关学习资料

（2）心电图仪调试与检测工艺文件

（3）电路板、元器件及配件

二、项目资讯

1.心电图仪的使用场合？

2.心电图仪的结构组成？

3.画出电源处理电路的电路图并分析工作原理？

4.画出采集电路的电路图并分析工作原理？

5.画出放大电路的电路图并分析工作原理？

6.画出单片机接口电路的电路图并分析工作原理？

三、项目计划

1、根据电路原理图，列出材料清单。

2、查阅手册和网络资料，制定一个心电图仪费用预算计划表。

3、确定本项目需要使用的工具和辅助设备，填写下表。

项目名称

各工作流程

使用的工具

辅助设备

备注

4、本任务需要选择哪些仪器仪表？

为什么？

5、文字阐述心电图仪单板调试与检测工艺流程。

6、文字阐述心电图仪整机调试与检测工艺流程。

7、制作项目进程表。

四、项目决策

1、分小组讨论，分析阐述各自计划和调试、检测流程，确定方案。

2、老师指导确定最终流程图、调试与检测方案。

3、每组选派一位成员阐述方案。

五、项目实施

5.1调试前准备

（1）调试人员的培训

技术部门组织调试、测试人员熟悉整机工作原理、技术条件及有关指标，仔细阅读调试工艺卡，使其明确调试内容、方法、步骤、设备使用及注意事项。

（2）技术文件的准备

产品调试之前，调试人员应准备好产品技术条件、技术说明书、电原理图、检修图和调试工艺卡等技术文件。

（3）仪器、仪表的准备

按照技术条件的规定，准备好测试所需要的各类仪器设备。

要求所用仪器、仪表应是符合计量标准和调试要求，并在有效期之内，符合技术文件的规定，满足测试精度范围的需要，并按要求放置好。

（4）被调物件的准备

准备好需要调试与检测的电路板。

（5）场地的准备

调试场地应整齐、清洁、按要求布置，要避免高频、高压、强电磁场的干扰。

如调试高频电路应在屏蔽间进行。

（6）个人准备。

调试人员应按安全操作规程做好上岗准备，调试用图纸、文件、工具、备件等都应放在适当的位置上。

5.2调试安全操作规程

（1）测试环境的安全措施：

无裸露的带电导体（如电源线、插头、电源开关等）。

（2）测试仪器的安全措施：

①仪器及附件的金属外壳应接地良好。

②仪器地线必须与机壳相连。

（3）操作安全措施：

①在接通被测电路的电源前，应检查其电路及连线有无短路等不正常现象；接通电源后，应观察电路板有无冒烟、打火、异常发热等情况。

如有异常现象，立即切断电源，查找故障原因。

②禁止调试人员带电操作，当补焊、焊接元件时，一定断开电源。

③如有高压测试调整，调试前应做好绝缘安全准备，如穿戴好绝缘工作鞋、绝缘工作手套等。

④使用和调试MOS电路时必须佩戴防静电腕套。

⑤强电调试时至少应有两人在场，以防不测。

其他无关人员不得进入工作场，任何人不得随意拨动总闸、仪器设备的电源开关及各种旋钮，以免造成事故。

⑥调试工作结束或离开工作场所前，应关掉调试用仪器设备等电器的电源。

5.3板调工艺流程

板调工艺流程图

5.4调试

调试仪器和工具：

数字万用表（精度为3位半），双踪示波器，信号源（30MHz以上），调试台，放大镜，螺丝刀，镊子，电烙铁等。

5.4.1通电前检查

（1）目测：

焊装好的电路板主板应清洁、无锡渣，无明显的错焊、漏焊、虚焊和短路。

比如：

电解电容、二极管是否焊反。

参数是否按清单提供的标号位置焊接，芯片方向是否正确，保险管是否装入等。

（2）电路板电阻测试指标

电路板电阻测试指标值

序号

名称

测试点1

正向电阻指标【kΩ】

测试点2

备注

1

VCC

IC1的2脚

渐升至＞0.5

GND：

J1的1脚

2

VZ（基准源）

IC2的3脚

0.3～0.7

3

+24V

IC1的3脚

0.3～0.7

4

电压输出端

J5的1脚

＞10

J5的2脚

5

电流输出端

J6的1脚

＞10

J6的2脚

电阻测试方法

用数字万用表的200kΩ档测试表1和表2中测试点1对测试点2间的电阻值。

5.4.2电源调试与检测

设备：

万用表或示波器。

电源电路电压指标

序号

名称

测试点1

直流电压指标【V】

测试点2

纹波（mV）

备注

1

+9V

U8的3脚

+8.9~+9.2

GND：

U7的2脚

≤100mV

2

-9V

U9的3脚

-8.9~-9.2

GND：

U7的2脚

≤100mV

3

+5V

U7的3脚

+4.9~+5.2

GND：

U7的2脚

≤100mV

测试方法：

测试1、2、3项将万用表置于DC20V档，测试上表中的直流电压，测试结果应满足指标要求。

测试时，万用表的黑表笔接上表中的“测试点2”、红表笔接上表中的“测试点1”；

5.4.3前级放大器调试

（1）跟随器电路调试

设备：

示波器、波形发生器。

在输入端RA输入100mV，30Hz正弦波，LA端接地，U1的1脚可测到100mV，30Hz无畸变正弦波。

否则检查U1附近电路，检查方法见故障的查找与排除。

在输入端LA输入100mV，30Hz正弦波，RA端接地，U1的7脚可测到100mV，30Hz无畸变正弦波。

否则检查U1附近电路，检查方法见故障的查找与排除。

（2）差分放大器电路调试

设备：

示波器、波形发生器。

在输入端RA输入100mV，30Hz正弦波，LA端接地，U2的7脚可测到3V左右，30Hz无畸变正弦波。

否则检查U1、U2附近电路，检查方法见故障的查找与排除。

在输入端LA输入100mV，30Hz正弦波，RA端接地，U1的7脚可测到-3V，30Hz无畸变正弦波。

否则检查U1、U2附近电路，检查方法见故障的查找与排除。

5.4.4低通滤波器测试

设备：

示波器、波形发生器。

在输入端RA输入100mV，30Hz正弦波，LA端接地，U2的14脚可测到xV，30Hz无畸变正弦波。

增加正弦波频率至50Hz，观察到波形幅度大幅衰减。

否则检查U2附近电路，检查方法见故障的查找与排除。

5.4.550Hz陷波器测试

设备：

示波器、波形发生器。

在输入端RA输入100mV，80Hz正弦波，LA端接地，U3的1脚可测到xV，80Hz无畸变正弦波。

降低正弦波频率至50Hz，观察到波形幅度大幅衰减。

否则检查U2附近电路，检查方法见故障的查找与排除。

5.4.6后级放大器测试

设备：

示波器、波形发生器。

更换R36、R41、R42为10K电阻（设置放大倍率为1）。

调整偏置电位器P2使U2的9脚电压为100mV。

在输入端RA输入100mV，30Hz正弦波，LA端接地，分别测试U2的8脚、U3的8脚、U3的14脚可测到xV，30Hz无畸变正弦波。

测试成功后，更换R36、R41、R42为原阻值。

否则检查U3附近电路，检查方法见故障的查找与排除。

5.4.7人体测试

设备：

示波器、心电导联线、心电电极。

通电并测试RA、LA、RL端口电压为0V；连接导联线至电路板J1口，在人体胸两侧、以及右下肋骨处粘贴电极并与导联线连接。

使用示波器测试R38与R53的公共脚，可见图1的波形。

否则检查电极连接，检查方法见故障的查找与排除。

5.4.8软件调试

（1）软件下载

设备：

计算机和专用软件。

使用计算机把，已经调试好的程序下载到单片机。

（2）软件调试

设备：

计算机和专用软件。

接入人体，连接心电图仪与PC机的串行接口。

在PC机端启动心电监控软件，即可观察到图1的波形。

否则修正程序参数。

5.4.9固化程序

设备：

计算机和专用软件。

把参数修正的程序下载到单片机。

5.5整机装配

5.5.1装配流程图

贴标志

装表盖

接线

面板上装插头

材料准备

装控制板

整机装配流程图

5.5.2材料准备

装配前准备好下列部件：

调试成功的电路板、机箱、接插件等材料。

5.5.3安装控制板

用螺丝钉把电路板固定到机箱的底部。

5.5.4装插头

用导线把控制板上的电源线接到面板上已固定好的插头上，同样接导联线的引出线。

5.5.5装表盖

把心电仪的外壳装好。

5.5.6材料准备

在接头处贴上标签，表明接头的名称。

5.6整机调试与检测

变送器整机装配完成后，测试整机的功能、性能和技术参数。

5.6.1心电波形测试

设备：

示波器、心电导联线、心电电极。

通电并测试RA、LA、RL端口电压为0V；连接导联线至电路板J1口，在人体胸两侧、以及右下肋骨处粘贴电极并与导联线连接。

使用示波器测试R38与R53的公共脚，可见图1的波形。

否则检查电极连接，检查方法见故障的查找与排除。

5.6.2LCD显示测试

设备：

目测。

接入人体时，LCD正确显示人体心跳、系统工作状态，否则检查电路板。

六、项目检查与项目评估

1、检查各小组任务完成情况

2、小组讨论，自我评述完成情况及发生的问题，小组共同给出提升方案和效率的建议。

3、小组准备汇报材料，每组选派一人进行汇报。

4、老师对项目情况进行评价。

5、整理相关资料，列表说明项目资料及资料来源，注明存档情况。

项目名称

项目资料名称

资料来源

存档备注

6、成品上交资料备注。

项目名称

上交资料名称