容積計算與驗證

由於流速是指單位時間所通過的容積，因此當我們由電壓訊號大小得到流速 大小後，再乘上時間便是該時間的容積，而介面是屬於即時顯示的，所以還要將 每一次時間點的容積作累加，而先前所得的流速都是取絕對值，因此作累加時會

不停的往上做累加，不容易觀測出容積的大小，所以我們將吐氣的所得的流速轉 為原來的負值。

在容積的驗證上，仍然以 PB7200 來做驗證，首先輸出採用方波並且將容積 由最小的 0.5Liter 調整到最大的 2Liter，而流速大小並不會影響容積大小，吾人 採用流速分別為 20、50、80LPM 來測量驗證，實驗數據仍然採取十次再做平均， 0.9L 0.97706 0.001037 0.92202 0.001682 0.90538 0.000861 1.3L 1.41006 0.00163 1.3424 0.001998 1.3135 0.002055

2.5L 2.67482 6.99% 2.58656 3.462% 2.52772 1.108%

程圖如 5-11 而程式部分如圖 5-12、5-13，並從圖 5-13 開始說明，為方便了解以

D：讀取第零列的陣列資料，所以會將陣列的資料變成一個一個的數字輸出做分

到達量測時間後程式便會停止。

圖 5-12 Sequence 結構之流程一

圖 5-13 Sequence 結構之流程二

將程式撰寫完畢後，再將人機介面規劃並加以設計，最後便可以得到如圖 5-14 的量測介面。

圖 5-14 量測介面

透過此量測界面設定好量測時間後，程式便可以開始執行，訊號經過方程式 換算成流速，在此介面可以表現出流速表或是流速的波形，再轉換成容積並做累 加便可以在最下方觀察出容積值，在程式部分就可以選取記錄流速或容積的資 料。

第六章 系統的應用及未來發展

另外呼吸參數除了流速流量外，其中呼吸的氧氣和二氧化碳含量也是重要的 數據，目前市面上常用來測量此參數的方法多以光學的方式進行，當光線打入氣 體，另一端接收反射訊號，來比較入射光和反射光的強度衰減多少，便可以測得 氧氣或二氧化碳含量，如果可以買到現成的感測器便可以加裝於此系統，可以將 感測器加裝於孔口管的兩端，呼吸經由孔口管造成壓力差並且可測量氧氣和二氧 化碳含量，可以節省空間並且方便使用。

參 考 文 獻

[5] John G. Webster，.Medical instrumentation: application and design. New York : John Wiley & Sons，1995。

碩 士 論 文 ， 私 立 逢 甲 大 學 ， 台 中 市 ， 2005。

附 錄 A SenSym 差 壓 感 測 器 之 規 格 表

標準壓力糧測範圍：

最大額定值：（適用所有型號） 環境條件：（適用所有型號）

供應電壓 Vs +20Vdc 補償溫度範圍 0~70℃

共模壓力 50psid 操作溫度範圍 -40℃~+85℃ 焊接耐溫（2-4 秒） 250℃ 儲存溫度範圍 -55℃~+125℃ 濕度範圍 0~100%RH 規格表：

典型工作曲線圖

外觀尺寸圖

附 錄 B 壓力感測器之相關用語

（1） 額定壓力範圍：指能滿足所有規格之壓力範圍。

（2） 過大壓力範圍：指能滿足直線性及磁滯性以外的規格，可以經常施加之最 大壓力。而就半導體壓力感測器而言，為了直線性和溫度特性之關係，故意將壓 力定在較狹窄的範圍點內，因此施加額定壓力值以上，雖然會偏離所規定精確 度，尚可連續施加壓力測試也不至於損壞之壓力。所以通常壓力範圍為額定壓力 範圍的 2~3 倍。

（3） 最大破壞壓力：指一瞬間超出此一壓力，將會導致壓力感測器損壞之壓 力。 也就是指壓力之絕對額定壓力直之 10 倍。

（4） 直線性與磁滯性：直線性係指輸出電壓偏離基準線有多遠，其最大值以﹪

FS 表示，另外磁滯係指當壓力增加時與壓力減少時，對同一壓力值而有不同之 壓力指示。

（5） 溫度範圍：壓力感測器之溫度範圍，有補償溫度範圍及工作溫度範圍，前 者指壓力感測器受到跨距或零點溫度補償後，其精確度能回到規格內之溫度範 圍。後者指壓力感測器在正常工作時，溫度回復到常溫時，其特性亦能復原之溫 度範圍。

（6） 測試對象物之種類：通常半導體壓力感測器所能測到或處理之對象物，係 以空氣等非腐蝕性流體為主。

附 錄 C 使用壓力感測器時的注意事項

(1) 半導體壓力感測器是利用壓電電阻效應的產品。

(2) 半導體壓力感測器易受溫度影響特性。

(3) 半導體張力計採用電橋接法。

(4) 壓力感測器模組有開關式輸出及類比式輸出端子 。 (5) 半導體壓力感測器採用儀表放大電路。

(6) 半導體壓力感測器的偏壓電路宜採定電流驅動法。

(7) 裝配壓力感測器時應避免不慎施予的壓力。

(8) 壓力感測器電路中的增益調整為儀表化放大電路共用的輸入電阻器。

(9) 壓力感測器電路的增益調整係調整偏壓的電流值。

(10) 儀表化放大電路的零位準調整係利用低組抗的電流緩衝效果做成的。

(11) 若壓力源常有脈動現象，宜在導壓口設置輔助槽。

附 錄 D 呼 氣 和 吸 氣 及 肺 容 積 驗 證 的 實 驗 數 據

吸氣 第一列：實驗次數、第一行：流速（單位 LPM)、其餘為電壓大小(V)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 -0.074 -0.074 -0.074 -0.074 -0.075 -0.075 -0.074 -0.073 -0.074 -0.074 15 -0.147 -0.147 -0.148 -0.148 -0.148 -0.147 -0.149 -0.146 -0.149 -0.148 20 -0.273 -0.275 -0.277 -0.279 -0.276 -0.277 -0.275 -0.277 -0.275 -0.275 25 -0.425 -0.43 -0.426 -0.43 -0.429 -0.428 -0.424 -0.428 -0.431 -0.431 30 -0.555 -0.553 -0.558 -0.556 -0.557 -0.557 -0.563 -0.562 -0.558 -0.562 35 -0.661 -0.687 -0.66 -0.661 -0.659 -0.661 -0.669 -0.66 -0.657 -0.654 40 -0.873 -0.876 -0.876 -0.875 -0.85 -0.878 -0.87 -0.87 -0.866 -0.873 45 -1.237 -1.232 -1.236 -1.241 -1.235 -1.236 -1.239 -1.237 -1.236 -1.233 50 -1.493 -1.488 -1.475 -1.493 -1.505 -1.479 -1.49 -1.5 -1.488 -1.498 55 -1.683 -1.685 -1.675 -1.678 -1.682 -1.675 -1.649 -1.681 -1.679 -1.677 60 -1.958 -1.965 -1.97 -1.945 -1.951 -1.96 -1.949 -1.958 -1.964 -1.963 65 -2.21 -2.22 -2.226 -2.191 -2.218 -2.222 -2.223 -2.204 -2.206 -2.221 70 -2.541 -2.548 -2.559 -2.549 -2.553 -2.553 -2.556 -2.553 -2.56 -2.565 75 -2.76 -2.777 -2.769 -2.762 -2.76 -2.762 -2.767 -2.766 -2.79 -2.77 80 -3.217 -3.203 -3.187 -3.195 -3.196 -3.19 -3.182 -3.194 -3.192 -3.214 85 -3.558 -3.514 -3.534 -3.53 -3.517 -3.562 -3.587 -3.557 -3.556 -3.562 90 -4.039 -4.06 -4.088 -4.026 -4.059 -4.031 -4.013 -4.025 -4.048 -4.053 95 -4.518 -4.507 -4.528 -4.543 -4.579 -4.563 -4.57 -4.57 -4.543 -4.556 100 -4.984 -4.993 -4.968 -4.969 -4.957 -4.994 -4.967 -4.942 -4.961 -4.958

肺 容 積 驗 證 的 實 驗 數 據

0.5 0.499 0.498 0.496 0.497 0.497 0.498 0.497 0.497 0.498 0.497 0.9 0.905 0.904 0.906 0.905 0.904 0.905 0.905 0.906 0.904 0.904 1.3 1.314 1.313 1.311 1.315 1.311 1.314 1.315 1.310 1.311 1.316 1.7 1.719 1.719 1.721 1.724 1.722 1.722 1.724 1.723 1.722 1.721 2.1 2.121 2.121 2.120 2.115 2.116 2.117 2.117 2.114 2.113 2.116 2.5 2.5244 2.5224 2.5314 2.519 2.524 2.529 2.53 2.528 2.526 2.534