基于USB通信接口的皮肤电阻信号测量与分析系统

发布时间：2021-06-03 19:50

　　设计了一套皮肤电阻采集及数据分析系统。皮肤电阻信号经由放大电路、AD转换模块、数据接收端完成采集。测量系统最大引用误差仅1.63%,准确度高;实现了皮肤电阻信号的连续采样,采样频率40Hz,结合时频分析,可观察到20Hz的频谱信息。最后通过一个实例验证了音乐刺激对皮肤电阻的影响。 

【文章来源】：工业控制计算机. 2020,33(11)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

系统组成

皮肤电阻的测量电路如图2所示，该放大电路同时进行皮电信号的Ω/V转化及数值放大。考虑到供电、功耗电流、失调电压和输出电压摆幅等因素，放大器的芯片采用LM358。该芯片内部集成了两个运放，在图2中，前级运放接成电压跟随器，具有低输出电阻、高输入电阻的优点，用以连接输入电压和后级运放，为后级提供稳定的输入电压。后级运放接成同相放大器，皮肤电阻位于反馈回路，待测电阻作为反馈电阻。输入电压VIN=0.1V，后续单片机的参考电压为5V，鉴于正常人的皮肤电阻值约为0.1kΩ～5MΩ，设置R2=100kΩ。R1为限流电阻。根据运算关系，可得：

皮肤电阻信号转化成的电压信号是单端信号，但由于该信号有自己独立的参考地，因此采用差分接法，即将正电压信号和地分别连接同一通道的正负端子。研究所需皮肤电阻信号频率最高为fmax=10Hz，根据Nyquist采样定理，采样频率fs>=2fmax=20Hz，考虑到工程实际，取3～5fmax，即30～50Hz。同时为了避免50Hz工频干扰，最终选取为40Hz。考虑到采集频率相对较低，选用了单次采集模式，每隔25ms采样一次，即采样频率为40Hz。对于采集到的数据，PC端编写了实时绘图及数据保存的软件，便于后续的数据分析。具体程序流程如图3所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于MVC模式的互联网+脉率变异性监测系统的设计[J]. 姜佳静,杨圣.  工业控制计算机. 2019(01)
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本文编号：3211145