はかってみよう

ADコンバータはアナログ信号をデジタルに変換します。
たとえば、－１～１Vのデーターを０～２５５と言った具合です。

この場合、８bitの精度ってことでしょうか？
さらに変換速度、多くはサンプリング速度で、Hｚで表しますか？
この二点でADコンバータの基本性能が決まります。
まあ初めは、厳密でなくてもいいものを測定することにしましょう。



さて、何を測るかですが、初めに温度を測ってみましょうか？


これが温度センサーですね。

LM35DZでご存知の方も多いでしょうか。
１０．０ｍＶ／℃の割合で、温度が上昇すると出力する電圧も上昇するという何とも便利なICです。
３本端子なので、隣のトランジスターの２SC1815と区別がつきませんね。

±１℃の精度で一見低そうですが、体温あたりでは普通± 0.4℃ですから、体温計としては十分ですね。

よく使われる電子体温計の精度は±0.1℃ですのでそちらは正確そうですが、
±0.1℃とは、標準室温 23℃にて、恒温水槽で実測測定した場合ですので、
普通に測定する予測値は結構いい加減です。
（お医者さんで測定するときに待たされるのは実測なためなのでした）



さて、体温だけでは、うーんな感じなので、
もう少し高度？なものを測定します。


で、上の回路です。
これは試作として色々、フィルター、増幅器を吟味するためにモジュール化したので余分に大きいです。

何かと言うと、心電計です。
そう、心臓の電気を測定する機械ですね。

回路のきもは、

で、DCドリフトが少なく雑音も少ない設計の、計装アンプと呼ばれるOPアンプの一種を使います。

AD620と呼ばれるICで、データーシートにそのままずばり、

回路が載っている、れっきとしたICです。
計装アンプが入手できない場合、OPアンプ３つで回路を組むのですが、昔は決まってOP07でした。（ご存知？）
ですが、LF412とか、ＬＭ324でさえちゃんと心電図を測定できました。


しかし、医療機器として使用するには、
高度な雑音除去と、安全性が求められますのでそのままでは使えないのは言うまでもありません。
そのあたりは、JIS規格に厳格に決められていますので規格書から読み解けばよいでしょう。


実際に使用するには、低周波と高周波、さらにハムノイズ（５０Hzか６０Hzの電気の周波数です）を除去しなければなりません。
上の写真には、ハムノイズを除去するフィルターを組み込んでいるので結構正確に心電図が測定できます。


ここで注意点ですが、計装アンプは人体に接続しますので、
安全には注意が必要です。

出来れば高価ですが、絶縁タイプの計装アンプならもっと安全ですね。
（それで組んだ装置がどこかにあったはずなのですが、押し入れの奥なのでしょうか？見つかりませんでした）

一般に健康な人でも、心臓を横切る電流が0.4Aを超えると死に至りますので、十分ご注意を･･･



では測定結果ですね。

こんな感じによく見かける波形が測定できます。

シールドもしていない部屋での測定で結構雑音がのってますが、意外と綺麗な波形だと思いませんか？


さらっと波形を解説すると、

Pから始まり、QRS、Tでおしまいです。

なぜPからなのか色々あるようですが、初期の文献を見るとAから始まっていますので、
よく言われるのは、論文を重ねるうち前の波形と区別するため、
順々にアルファベットをあてはめて、最後にみんなに認められるようになったのがP～ということのようです。
（初めに測定されたのはパグ犬らしいですよ。その波形は結構歪んでいるものでした）

信じるか、･･･は･･･


そうそう、増幅度を上げると脳波を測定できます。
（心電計は1ｍV程度、脳波計は５０μV位の微電圧を増幅します）
その場合には、ローパスフィルター（30Hz位）を使用し、周波数特性を極端にすぼめます。
（特性の良くないフィルターですと波形がひずんで使い物にはなりませんね。この場合形そのものに対してで、必ずしも周波数特性がいいからと言っていい図が出るわけではありません）

タグ：ADコンバータ 心電図 脳波