[发明专利]一种基于磁传感器的微弱生物磁信号采集系统及方法

权利要求书

1.一种基于磁传感器的微弱生物磁信号采集系统，其特征在于：包括磁传感器阵列模块、传感器接口模块、信号调理模块、MCU控制模块、上位机、电源管理模块；

所述的磁传感器阵列模块包括：传感器阵列和传感器外围电路；所述传感器阵列包括高性能MI（Magnetoimpedance）磁传感器；所述传感器外围电路包括自适应校准电路和工作状态指示电路；所述自适应校准电路可将磁传感器进行校准，恢复最佳性能；所述工作状态指示电路通过发光二极管的亮灭可判断系统是否正常运行；

所述的传感器接口模块包括：多路模拟信号切换电路及电路板上焊接弹性探针和标准接插件；所述多路模拟信号切换电路将传感器阵列的输出信号轮流传送到信号调理模块；所述弹性探针和高性能磁传感器阵列的输出引线相连接；标准的接插件直接与后端的信号调理模块相连，所有微弱信号走线的周围都由地线包围；

所述的信号调理模块包括：信号预处理模块和A/D转换电路；所述信号预处理模块包括前置可编程仪表放大电路、二级固定增益放大电路、低通滤波电路；前置可编程仪表放大电路和二级固定增益放大电路将传感器阵列输出的微弱信号电压幅值进行放大后经低通滤波电路滤除干扰信号；所述A/D转换电路，将模拟信号转换为数字信号；

所述的MCU控制模块包括：RS232串口通信电路和信号控制模块；所述RS232串口通信电路将A/D转换后的数字信号传送到上位机；所述信号控制模块包括多路模拟信号切换控制电路和A/D转换控制电路；

电源管理模块为整体系统供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁传感器的微弱生物磁信号采集系统，其特征在于：所述前置可编程仪表放大电路将传感器阵列输出的微弱信号电压幅值放大至mV级；所述二级固定增益放大电路，放大倍数为100，输出电压幅值范围为：0.8～5V；所述低通滤波电路选用有源五阶低通滤波电路；所述A/D转换电路，采用高性能多通道16位A/D转换器。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁传感器的微弱生物磁信号采集系统，其特征在于：所述的上位机指安装LABVIEW虚拟仪器开发软件的PC机，利用LabVIEW虚拟仪器开发软件进行编程接收RS232串口通信电路传来的数据，并对数据进行处理。

4.根据权利要求1所述的一种基于磁传感器的微弱生物磁信号采集系统，其特征在于：所述的电源管理模块包括变压电路和稳压电路；所述变压模块将220V交流电压转换电压转换为±12V直流电压；所述稳压模块将转换后的±12V直流电压转换为±5V直流电压，再将转换后的5V直流电压分别转换为1.8V、2.5V和3.3V电压；其中的±5V直流电压为前置可编程仪表放大电路、二级固定增益放大电路、低通滤波电路和A/D转换电路供电；1.8V为传感器供电；2.5V为自适应校准电路、工作状态指示电路供电；3.3V为MCU控制器供电。

5.根据权利要求1所述的一种基于磁传感器的微弱生物磁信号采集系统，其特征在于：还包括两个开关；一个是供电开关，控制整个系统的元器件是否工作，另一个为虚拟开关，位于上位机虚拟仪器开发的人机交互界面，控制何时开始建立通信并进行数据采集与处理。

6.根据权利要求1所述系统的一种基于磁传感器的微弱生物磁信号采集方法，其特征在于：（1）将磁传感器阵列模块、传感器接口模块放置于磁导率为400000的由80%铁镍合金制成的屏蔽室内；（2）打开供电开关后系统硬件进行初始化然后系统运行程序初始化；（3）打开上位机软件打开虚拟开关，系统建立通信，预热系统并复位所有的传感器；（4）分别采集误差数据和正常数据，将数据上传至上位机进行处理。