一种氧电池传感器特性的模拟电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及麻醉机技术领域，尤其涉及一种氧电池传感器特性的模拟电路。
【背景技术】
[0002] 现有的麻醉机在呼吸通气的环节都需要检测氧气的浓度，这就需要用到红外光电 池，而红外光电池是采用的电化学的原理，这就决定了其有一定的有效期，并且每批次的氧 电池的参数都有一定的分散性，尤其容易受到周围环境的影响，这在生产过程中，尤其是批 量生产中处理红外光电池的电路没有具体的参考标准，检测该电路是否合格是个空白之 处，若连接实际的红外光电池进行测试会面临以下问题：（1)只有一个参考合格范围，无法 动态模拟该红外光电池的其他特性；（2)测试时随氧气浓度的变化必须配备一套氧气罐， 笨重而又缺乏安全性；（3)批量操作投入成本太高。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种氧电池传感器特性的模拟电路，以解决连接实际红外光电池无法 动态模拟红外光电池的其他特性的问题。
[0004] 一种氧电池传感器特性的模拟电路，包括：
[0005] 共模电压网络电路、差分信号放大电路、信号反馈控制电路，信号反馈控制电路与 第二参考电压源连接，驱动红外光电池产生模拟氧电池传感器的电压，通过共模电压网络 电路产生共模电压，差分信号放大电路与第一参考电源连接，且放大由红外光电池产生的 模拟模拟电压，并反馈给信号反馈控制电路，与差分信号放大电路形成电压差并输出。
[0006] 优选的，所述共模电压网络电路包括：
[0007] 电阻R1-R4,其中，所述电阻R1的一端分别与红外光电池的负极、红外光电池的负 极输出端、电阻R3的一端、差分信号放大电路的第一输入端连接，红外光电池的正极与红 外光电池的正极输出端连接，电阻R1的另一端分别与电源VCC、电阻R2的一端、信号反馈控 制电路的输出端连接，电阻R2的另一端分别与电阻R4的一端、差分信号放大电路的第二输 入端连接，电阻R4的另一端、电阻R3的另一端均接地。
[0008] 优选的，所述电阻R1的阻值与电阻R3的阻值相同，电阻R2的阻值与电阻R4的阻 值相同，电阻R1-R4的阻值范围为1-10ΜΩ。
[0009] 优选的，所述差分信号放大电路包括：
[0010] 电阻1?6-1?12，运算放大器1]认、1]川、1]24，其中，所述运算放大器1]认的正极输入端 分别与电阻R1的一端、电阻R3的一端、红外光电池的负极、红外光电池的负极输出端连接， 运算放大器U1A的负极输入端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端分别与运算放大器 U1A的输出端、电阻R7的一端、电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端分别与电阻R10的一 端、运算放大器U2A的负极输入端连接，电阻R10的另一端分别与运算放大器U2A的输出 端、信号反馈控制电路的输入端连接，运算放大器U2A的正极输入端分别与电阻R11的一 端、电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接第一参考电源，电阻R11的另一端分别与运 算放大器U1B的输出端、电阻R7的另一端、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端接运算放 大器U1B的负极输入端，运算放大器U1B的正极输入端分别与电阻R2的另一端以及电阻R4 的一端连接。
[0011] 优选的，所述电阻R6的阻值与电阻R8的阻值相同，电阻R9的阻值与电阻Rl 1的 阻值相同，电阻R10的阻值与电阻R12的阻值相同。
[0012] 优选的，所述信号反馈控制电路包括：
[0013] 电阻R5、R13,放大器U2B，发光二极管LED1，其中，电阻R13的一端为信号反馈控 制电路的输入端，电阻R13的另一端与放大器U2B的负极输入端连接，放大器U2B的正极输 入端与第二参考电源连接，放大器U2B的输出端与发光二极管LED1的阴极连接，发光二极 管LED1的阳极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端为信号反馈控制电路的输出端。
[0014] 优选的，所述氧电池传感器的模拟输出电压值为：
[0015]
，其中，Vout+表示红外光电池的正 极输出端电压值，Vout -表不红外光电池的负极输出端电压值，Vref2表不第二参考电源电 压值，Vrefl表示第一参考电源电压值，R6表示电阻R6的阻值，R7表示电阻R7的阻值，R9 表示电阻R9的阻值，R10表示电阻R10的阻值。
[0016] 本发明的一种氧电池传感器特性的模拟电路，包括共模电压网络电路、差分信号 放大电路、信号反馈控制电路，信号反馈控制电路与第二参考电压源连接，驱动红外光电池 产生模拟氧电池传感器的电压，通过共模电压网络电路产生共模电压，差分信号放大电路 与第一参考电源连接，且放大由红外光电池产生的模拟模拟电压，并反馈给信号反馈控制 电路，与差分信号放大电路形成电压差并输出。通过第一参考电压源与第二参考电压源可 以任意设定模拟氧电池传感器特性的红外光电池的输出特性，通过共模电压网络电路构成 差分信号，并通过差分信号放大电路对模拟的信号进行放大并输出，采用高精度模拟运放， 保证信号的精准性能，采用光电转换装置保证红外光电池的特性模拟，且体积小，可靠，响 应快，成本低，省去了一系列笨重的配套设备，大大提高了测试效率，更利于批量生产测试。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明实施例提供的氧电池传感器特性的模拟电路的方框原理图。
[0018] 图2是本发明实施例提供的氧电池传感器特性的模拟电路的电路图。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0020] 图1示出了本发明实施例提供的一种氧电池传感器特性的模拟电路的方框原理 图，包括：
[0021] 共模电压网络电路、差分信号放大电路、信号反馈控制电路，信号反馈控制电路与 第二参考电压源连接，驱动红外光电池产生模拟氧电池传感器的电压，通过共模电压网络 电路产生共模电压，差分信号放大电路与第一参考电源连接，且放大由红外光电池产生的 模拟模拟电压，并反馈给信号反馈控制电路，与差分信号放大电路形成电压差并输出。
[0022] 在本发明实施例中，通过第一参考电压源与第二参考电压源可以任意设定模拟氧 电池传感器特性的红外光电池的输出特性，本例中，固定第一参考电压源的输出电压，通过 单片机调节第二参考电源的输出电压，即可以模拟任意氧电池传感器的输出电压。
[0023] 图2示出了本发明实施例提供的一种氧电池传感器特性的模拟电路的电路图，详 述如下：
[0024] 共模电压网络电路包括：
[0025] 电阻R1-R4,其中，所述电阻R1的一端分别与红外光电池的负极、红外光电池的负 极输出端、电阻R3的一端、差分信号放大电路的第一输入端连接，红外光电池的正极与红 外光电池的正极输出端连接，电阻R1的另一端分别与电源VCC、电阻R2的一端、信号反馈控 制电路的输出端连接，电阻R2的另一端分别与电阻R4的一端、差分信号放大电路的第二输 入端连接，电阻R4的另一端、电阻R3的另一端均接地。
[0026] 在本发明实施例中，电阻R1的阻值与电阻R3的阻值相同，电阻R2的阻值与电阻 R4的阻值相同，电阻R1-R4的阻值范围为1-10ΜΩ。电阻R1-R4构成差分信号的共模电压 网络，为差分信号放大电路提供共模电压。
[0027] 差分信号放大电路包括：
[0028] 电阻1?6-1?12，运算放大器1]认、1]川、1]24，其中，所述运算放大器1]认的正极输入端 分别与电阻R1的一端、电阻R3的一端、红外光电池的负极、红外光电池的负极输出端连接， 运算放大器U1A的负极输入端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端分别与运算放大器 U1A的输出端、电阻R7的一端、电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端分别与电阻R10的一 端、运算放大器U2A的负极输入端连接，电阻R10的另一端分别与运算放大器U2A的输出 端、信号反馈控制电路的输入端连接，运算放大器U2A的正极输入端分别与电阻R11的一 端、电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接第一参考电源，电阻R11的另一端分别与运 算放大器U1B的输出端、电阻R7的另一端、电阻R8的一