偉康睡眠監測儀體位傳感器原理與維修

張軍盛，陳仁更，吳威靈

(臺州醫院 設備科，浙江臨海317000)

偉康睡眠監測儀體位傳感器原理與維修

張軍盛，陳仁更，吳威靈

(臺州醫院 設備科，浙江臨海317000)

主要介紹了飛思卡爾加速度芯片的測量原理及其在偉康睡眠監測儀體位傳感器中應用，然后簡單地介紹了該傳感器的主要故障及其維修方法，供技術人員參考。

睡眠監測儀；體位傳感器；原理；維修

1 儀器原理

偉康睡眠監測儀中的體位傳感器用于偵測病人的體位移動和變化。它內置了一片飛思卡爾公司的加速度芯片MMA7260Q，能夠在XYZ三個軸向上靈敏準確地測量到低重力水平的墜落、傾斜、移動、震動和搖擺。MMA7260Q的重力感測單元由基于半導體材料的微機械結構構造而成。物理模型可以構造成一對固定的面板,中間包含一塊可移動的面板。當系統被給定一加速度時,中間板就會漂移。中間板移動時,它到一邊(固定的面板)的距離增加,而到另一邊的距離相應地減少,這種距離的變化可用來表征加速度。重力感測單元的面板構成了兩個背對背的電容,當中間面板隨著加速度移動時,兩個面板之間的距離就會改變,因此電容值也隨之改變,芯片中使用開關電容測量出電容值,并從它們的差值中解析出加速度數據,再進行信號調制和信號濾波,最后輸出正比于加速度的電壓。

圖1是該傳感器的原理圖。其中U1為微控制器PIC16F818，U2為加速度芯片MMA7260Q。U2的兩個軸向輸出Zout和Yout與微控制器的I/O口RA0、RA1相連，X軸輸出端懸空。病人的體位信息被U2探測后輸出電信號至微控制器U1，經A/D變化后轉換成數字信號，微處理器對該信號進行計算和分析，從RB4～RB7輸出控制信號，控制由開關管集成元件U3、U4和R1～R4組成的電阻陣列，每個開關管都與其中一個電阻相連，開關管為斷開時，電阻R1～R4開路，當RB7～RB1中的某個端口輸出為高電平時，與該此相連的開關管導通，電阻與電源負端接通。睡眠監測儀通過判斷體位傳感器的電阻陣列的阻值變化，即可判定病人的體位變化。

2 故障維修

由于體位傳感器采用了大規模集成電路與貼片技術，元器件少、故障率低。最常見的故障是傳感器內電池電量耗盡。該傳感器使用一片3V紐扣電池供電，與線路板一起封裝在里面，時間一長，電量低到一定程度后傳感器就不能工作。這時可以切開傳感器的橡皮包裝，取出電路板和電池，拆下電池重新更換。由于電池用點焊與電路板焊接在一起，所以更換電池時可以用薄鎳片點焊在電池兩極，再將鎳片焊接在電路板上。也可以直接用烙鐵將鎳片直接焊上，焊接用磷酸快速焊接，以免影響電池性能。電池焊接好后，放進橡皮包裝，用膠將橡皮膠上，傳感器就能正常工作。另外體位傳感器和睡眠監測儀相連接的細軟導線容易在傳感器一側根部發生折斷導致不能工作，這時需要將傳感器割開重新焊接即可。

圖1 體位傳感器內部原理圖

2013-12-09

TH789

B

1002-2376(2014)04-0142-01