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医学实验用测压针系统设计方案















二零一零年四月
医学实验用测压针系统设计方案
1 系统要求
本医学实验用测压针系统,用于测量动物或人体的视神经及周围组织内的压力。
所测量的压力可为静态压力或频率不高于 10Hz 的脉动压力;量程范围不小于
0~50mmHg(0~)。
2 系统组成
本系统主要由针头、引压腔室、压力传感器、数据采集器、移动坐标架、计算机
及数据采集软件等部分组成,如图 1所示。针头、引压腔室和压力传感器通过螺纹连
接到一起,被固定于移动坐标架的前臂上。针头和引压腔室内注满水,使得针头前端
的压力可以即时传递至压力传感器。在引压腔室处设计有活塞式的注排水机构,用于
向针头和引压腔室内注满水并排出空气,其工作方式类似于注射器吸进液体并排出气
体的过程。压力测量的实现过程如下:压力传感器测得从针头传来的压力信号,将压
力信号转换为 4~20mA 的电信号后通过信号线输出至数据采集器;数据采集器将电信
号转换为数字信号,并通过 USB 接口将信号输出至计算机;计算机通过数据采集软件
对采集到的信号进行处理、分析和记录。

图 1 测压针系统组成
3 系统研制成本
系统研制成本主要由仪器采购成本、机械加工成本、数据采集软件成本、人力成
本、系统测试成本等组成。
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医学实验用测压针系统设计方案
仪器采购成本
较贵重的仪器主要是压力传感器、数据采集器和移动坐标架,经调研有表 1内列
出的压力传感器和表 2内列出的数据采集器可供参考。选择的品牌型号不同,采购成
本差别也较大,按表中所列产品中的中等价位计算,采购压力传感器和数据采集器需
要 8,000 元左右。
移动坐标架的价格尚未详细调研,精密的坐标架(如显微镜用的坐标架)价格比
较高,暂按 3,000 元预估。
表 1 压力传感器
型号厂家性能描述价格
UNIK 5000 GE(美国) 测压范围 0~10kpa RMB8,000
精度等级:%
机械连接: G1/4",

DMP-331 BD 测压范围 0~40kpa RMB3,600
SENSORS(德精度等级:%
国) 机械连接:G1/2", G1/4" ,G1/2"
平齐式接口, NPT 电气连
接:ISO4400, Binder 723, M12 x
1, 电缆压盖, aneer, Cable
outlet,防护壳

表 2 USB 数据采集模块
型号厂家性能描述价格
USB-4716-AE 研华(台湾) 支持 USB RMB5,705
便携设计
总线供电
16 路模拟输入通道
16 位分辨率模拟输入
采样速率高达 200kS/s
锁紧式 USB 电缆用于紧固式连接

LabJack U6 LabJack(美国) 内置仪用放大器,倍数:1, 10, 100;输入 RMB3,800
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医学实验用测压针系统设计方案
电压范围:±10, ±1, ± 伏
14 个模拟输入,16-18 位分辨率;Pro 版