一种压力传感器故障检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及医用血压监护领域，具体涉及一种压力传感器故障检测装置。该装置实时检测压力传感器输出的差分信号，并对差分信号进行相应处理，当压力传感器发生故障时，其差分信号会出现异常，从而可以反映压力传感器是否正常，当压力传感器出现异常时，采取相应的保护措施或报警，避免了因压力传感器损坏而导致的安全问题。该装置可以实时检测压力传感器的各种故障，如输出端对地或电源短路，压力传感器内部电阻短路或断路等故障。同时在无创血压测量中，由于该方案可以仅采用一个压力传感器来解决压力传感器单一故障问题，进而简化系统结构并减少成本；在有创血压测量过程中，该方案可以检测压力传感器的各种故障，从而提高了系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及医用血压监护领域，具体涉及一种压力传感器故障检测装置。
技术介绍
在血压（包括有创血压和无创血压）测量中，通常采用压力传感器将压力信号转换为电信号，转换的电信号经信号处理电路后再进入信号采集单元进行采集。一般压力传感器输出的电信号为差分信号。无创血压测量电路一般包括主压力测量电路、过压保护电路、泵阀控制与驱动电路等三部分。主压力测量电路用于完成血压测量功能，过压保护电压用于实现过压保护功能，当发生主压力传感器损坏等单一故障时，过压保护电路可以保证压力不会超过设定的压力值，从而保证患者的安全。泵阀控制与驱动电路用于实现泵阀的开启与关闭。在有创血压测量中，由于为有创形式，不需要进行充气，故该传感器损坏时不会对患者造成人身安全，故仅设计传感器脱落检测电路、信号处理及采集电路。在无创血压测量过程中，为了防止压力传感器出现单一故障对患者造成人身安全问题，通常在设计中采用两个压力传感器同时对压力进行检测，当其中一个传感器出现故障时，另一个传感器正常工作，当袖带压力超过预设压力值时，采取相应的保护措施并进行相应报警。该方案由于采用了两个压力传感器，对应的信号处理电路和信号采集电路也包含两路（即主压力测量电路和过压保护电路），这导致系统设计复杂度和成本都增加。在有创血压测量过程中，当发生除传感器脱落以外的其他故障时，如传感器输出端对电源或地短路，传感器内部损坏等故障，系统无法检测出此类故障，进而导致系统可靠性降低。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本技术的目的即在于提供一种压力传感器故障检测装置，该装置能够实时检测并处理压力传感器输出的差分信号，继而确认压力传感器是否正常并在压力传感器出现故障时进行故障提醒输出。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本技术的一种压力传感器故障检测装置，包括：用于将采集到的压力信号转换为差分信号并进行输出的压力传感器，用于产生并输出基准电平的基准电平发生器，分别与压力传感器及基准电平发生器连接、用于将差分信号与基准电平进行比较、并根据比较结果生成输出电平的比较器，与比较器连接、用于根据输出电平确认压力传感器是否正常的故障指示电路。进一步，所述基准电平发生器包括第一基准电平发生器、第二基准电平发生器、第三基准电平发生器及第四基准电平发生器；所述比较器包括第一比较器、第二比较器、第三比较器及第四比较器；所述压力传感器上设置有输出第一差分信号的第一差分信号输出端及输出第二差分信号的第二差分信号输出端；所述第一比较器分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第一基准电平发生器及第二比较器连接；所述第二比较器分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第二基准电平发生器及第一比较器连接；所述第三比较器分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第三基准电平发生器及第四比较器连接；所述第四比较器分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第四基准电平发生器及第三比较器连接；所述故障指示电路分别与第一比较器、第二比较器、第三比较器及第四比较器连接。进一步，所述故障指示电路包括：看门狗电路，连接在看门狗电路与比较器之间的逻辑与门。进一步，压力传感器U1的引脚V+接电源VCC，并通过电容C7接地，压力传感器U1的引脚V-接地；压力传感器U1的引脚+Vout接第一比较器U3A的引脚4、第二比较器U3B的引脚7、电阻R9；第一比较器U3A的引脚4接压力传感器U1的引脚+Vout、电阻R9、第二比较器U3B的引脚7；第一比较器U3A的引脚5接电阻R16、电阻R17、电阻R8，其中电阻R16的另一端接电源VCC，电阻R17的另一端接地，电阻R8的另一端接第一比较器U3A的引脚2、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A；第一比较器U3A的引脚2接电阻R8、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A，其中电阻R12的另一端接电源VCC；第二比较器U3B的引脚6接电阻R5、电阻R6，其中电阻R5的另一端接电源VCC，电阻R6的另一端接地；第二比较器U3B的引脚7接压力传感器U1的引脚+Vout、第一比较器U3A的引脚4、电阻R9，其中电阻R9的另一端接第二比较器U3B的引脚1、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B；第二比较器U3B的引脚1接电阻R9、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B，其中电阻R13的另一端接电源VCC；压力传感器U1的引脚-Vout接第三比较器U3C的引脚8、第四比较器U3D的引脚11、电阻R11；第三比较器U3C的引脚8接压力传感器的引脚-Vout、电阻R11、第四比较器U3D的引脚11；第三比较器U3C的引脚9接电阻R7、电阻R8、电阻R10，其中电阻R7的另一端接电源VCC，电阻R8的另一端接地，电阻R10的另一端接第三比较器U3C的引脚14、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C；第三比较器U3C的引脚14接电阻R10、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C，其中电阻R14的另一端接电源VCC；第四比较器U3D的引脚10接电阻R9、电阻R10，其中电阻R9的另一端接电源VCC，电阻R10的另一端接地；第四比较器U3D的引脚11接压力传感器的引脚-Vout、第三比较器U3C的引脚8、电阻R11，其中电阻R11的另一端接第四比较器U3D的引脚13、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D；第四比较器U3D的引脚13接电阻R11、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D，其中电阻R15的另一端接电源VCC；逻辑与门U4的引脚1Y接看门狗U5的引脚/MR；看门狗U5的引脚VDD接电源VDD，并通过电容C6接地；看门狗U5的引脚GND接地；看门狗U5的引脚/RESET接电阻R11和电容C5，其中电阻R11的另一端接电源VDD，电容C5的另一端接地。进一步，该装置还包括设置在压力传感器与比较器之间的压力传感器差分信号处理电路。进一步，该装置还包括压力传感器差分信号处理电路；所述压力传感器差分信号处理电路包括：对第一差分信号进行放大、缩小或滤波处理的压力传感器第一差分信号处理电路，对第二差分信号进行放大、缩小或滤波处理的压力传感器第二差分信号处理电路；所述压力传感器第一差分信号处理电路分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第一比较器及第二比较器连接；所述压力传感器第二差分信号处理电路分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第三比较器及第四比较器连接。进一步，所述故障指示电路包括：看门狗电路，连接在看门狗电路与比较器之间的逻辑与门。进一步，压力传感器U1的引脚V+接电源VCC，并通过电容C7接地，压力传感器U1的引脚V-接地；压力传感器U1的引脚+Vout接电阻R1、电阻R18，电阻R18的另一端接电阻R19、运放U4A的引脚3，电阻R1另一端接运放U2A的引脚3、电阻R20、电容C1，其中电阻R20的另一端接地，电容C1的另一端接地；压力传感器U1的引脚-Vout接电阻R2、电阻R19，电阻R19的另一端接电阻R18、运放U4A的引脚3，电阻R2另一端接运放U2B的引脚6、电阻R23、电容C2，其中电容C2的另一端接地；运放U4A的引脚3接电阻R18、电阻R19，运放U4A的引脚2接运放U4A的引脚1、电阻R23、电阻R24，运放U4A的引脚1接运放U4A的引脚2、电阻R23、电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，包括：用于采集压力信号将其转换为差分信号并进行输出的压力传感器，用于产生并输出基准电平的基准电平发生器，分别与压力传感器及基准电平发生器连接、用于将差分信号与基准电平进行比较、并根据比较结果生成输出电平的比较器，与比较器连接、用于根据输出电平指示压力传感器是否出现故障的故障指示电路。

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，包括：用于采集压力信号将其转换为差分信号并进行输出的压力传感器，用于产生并输出基准电平的基准电平发生器，分别与压力传感器及基准电平发生器连接、用于将差分信号与基准电平进行比较、并根据比较结果生成输出电平的比较器，与比较器连接、用于根据输出电平指示压力传感器是否出现故障的故障指示电路。
2.根据权利要求1所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，所述基准电平发生器包括第一基准电平发生器、第二基准电平发生器、第三基准电平发生器及第四基准电平发生器；所述比较器包括第一比较器、第二比较器、第三比较器及第四比较器；所述压力传感器上设置有输出第一差分信号的第一差分信号输出端及输出第二差分信号的第二差分信号输出端；所述第一比较器分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第一基准电平发生器及第二比较器连接；所述第二比较器分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第二基准电平发生器及第一比较器连接；所述第三比较器分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第三基准电平发生器及第四比较器连接；所述第四比较器分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第四基准电平发生器及第三比较器连接；所述故障指示电路分别与第一比较器、第二比较器、第三比较器及第四比较器连接。3.根据权利要求2所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，所述故障指示电路包括：看门狗电路，连接在看门狗电路与比较器之间的逻辑与门。4.根据权利要求3所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，压力传感器U1的引脚V+接电源VCC，并通过电容C7接地，压力传感器U1的引脚V-接地；压力传感器U1的引脚+Vout接第一比较器U3A的引脚4、第二比较器U3B的引脚7、电阻R9；第一比较器U3A的引脚4接压力传感器U1的引脚+Vout、电阻R9、第二比较器U3B的引脚7；第一比较器U3A的引脚5接电阻R16、电阻R17、电阻R8，其中电阻R16的另一端接电源VCC，电阻R17的另一端接地，电阻R8的另一端接第一比较器U3A的引脚2、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A；第一比较器U3A的引脚2接电阻R8、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A，其中电阻R12的另一端接电源VCC；第二比较器U3B的引脚6接电阻R5、电阻R6，其中电阻R5的另一端接电源VCC，电阻R6的另一端接地；第二比较器U3B的引脚7接压力传感器U1的引脚+Vout、第一比较器U3A的引脚4、电阻R9，其中电阻R9的另一端接第二比较器U3B的引脚1、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B；第二比较器U3B的引脚1接电阻R9、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B，其中电阻R13的另一端接电源VCC；压力传感器U1的引脚-Vout接第三比较器U3C的引脚8、第四比较器U3D的引脚11、电阻R11；第三比较器U3C的引脚8接压力传感器的引脚-Vout、电阻R11、第四比较器U3D的引脚11；第三比较器U3C的引脚9接电阻R7、电阻R8、电阻R10，其中电阻R7的另一端接电源VCC，电阻R8的另一端接地，电阻R10的另一端接第三比较器U3C的引脚14、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C；第三比较器U3C的引脚14接电阻R10、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C，其中电阻R14的另一端接电源VCC；第四比较器U3D的引脚10接电阻R9、电阻R10，其中电阻R9的另一端接电源VCC，电阻R10的另一端接地；第四比较器U3D的引脚11接压力传感器的引脚-Vout、第三比较器U3C的引脚8、电阻R11，其中电阻R11的另一端接第四比较器U3D的引脚13、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D；第四比较器U3D的引脚13接电阻R11、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D，其中电阻R15的另一端接电源VCC；逻辑与门U4的引脚1Y接看门狗U5的引脚/MR；看门狗U5的引脚VDD接电源VDD，并通过电容C6接地；看门狗U5的引脚GND接地；看门狗U5的引脚/RESET接电阻R11和电容C5，其中电阻R11的另一端接电源VDD，电容C5的另一端接地。5.根据权利要求1所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，该装置还包括设置在压力传感器与比较器之间的压力传感器差分信号处理电路。6.根据权利要求2所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，该装置还包括压力传感器差分信号处理电路；所述压力传感器差分信号处理电路包括：对第一差分信号进行放大、缩小或滤波处理的压力传感器第一差分信号处理电路，对第二差分信号进行放大、缩小...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦钊，岳青，
申请(专利权)人：深圳市理邦精密仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44