更新時間:2026-04-08
醫(yī)學電子教學儀器綜合實驗箱為醫(yī)學電子綜合教學實驗平臺,內(nèi)置工業(yè)級計算機、4位半精度萬用表、50Msps示波器及信號發(fā)生器,集成ARM Cortex-M3開發(fā)環(huán)境與Arduino UNO。支持心電、肌電、皮膚電等生物電信號采集與濾波處理,配備可編程電刺激模塊及11種醫(yī)學傳感器,適用于生物醫(yī)學工程、醫(yī)學電子技術(shù)等專業(yè)的信號處理、嵌入式開發(fā)與醫(yī)療儀器設(shè)計實訓。
免費咨詢:021-56311657
(參考圖片)
一、產(chǎn)品概述
醫(yī)學電子教學儀器綜合實驗箱是面向高校醫(yī)學電子、生物醫(yī)學工程、電子信息及護理信息化等專業(yè)設(shè)計的新一代綜合教學實驗平臺。平臺突破傳統(tǒng)醫(yī)學電子實驗箱僅支持模擬電路的局限,將內(nèi)置計算機、專業(yè)數(shù)字儀表、嵌入式開發(fā)平臺與多類型醫(yī)學傳感器深度融合,構(gòu)建「模擬 + 數(shù)字 + 嵌入式」三位一體的完整教學生態(tài)。
適用專業(yè)與課程:
適用專業(yè) | 對應(yīng)核心課程 |
生物醫(yī)學工程 | 生物醫(yī)學信號處理、醫(yī)療儀器設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)開發(fā) |
醫(yī)學電子技術(shù) | 模擬電子電路、醫(yī)學傳感器原理、數(shù)字信號處理 |
電子信息工程 | 單片機原理與應(yīng)用、傳感器技術(shù)、信號與系統(tǒng) |
護理信息化 / 醫(yī)療器械 | 醫(yī)療設(shè)備原理、生命體征監(jiān)測技術(shù) |
二、內(nèi)置一體計算機
醫(yī)學電子教學儀器綜合實驗箱標配工業(yè)級嵌入式計算機,解決傳統(tǒng)實驗箱「必須外配電腦」的痛點。所有編程IDE、上位機軟件、數(shù)據(jù)分析工具均預(yù)裝于內(nèi)置計算機,實驗室無需額外配置電腦資源。
參數(shù) | 規(guī)格 |
處理器 | x86架構(gòu),主頻 2.16GHz,運行穩(wěn)定流暢 |
內(nèi)存 | DDR3L SODIMM 4GB |
存儲 | 固態(tài)硬盤(SSD),系統(tǒng)啟動快,讀寫穩(wěn)定 |
顯示屏 | 14寸 IPS屏,1920×1080分辨率,60Hz,廣視角高色準 |
USB接口 | 1× USB 3.0 + 3× USB 2.0(連接微控制器燒錄器、外設(shè)) |
視頻輸出 | 1× HDMI + 1× VGA(可接投影儀或大屏,便于課堂演示) |
音頻接口 | 耳機接口 + 麥克風 |
串口 | 1× COM(RS-232,可直連串口設(shè)備) |
網(wǎng)絡(luò) | 2× 千兆以太網(wǎng)(校園網(wǎng) + 實驗局域網(wǎng)獨立隔離) |
無線擴展 | 2× 天線接口,支持WiFi/藍牙模塊擴展 |
輸入設(shè)備 | 標配藍牙無線鍵盤 + 無線鼠標 |
系統(tǒng)防護 | 自恢復(fù)還原系統(tǒng),一鍵還原出廠狀態(tài),有效防止病毒及誤操作 |
啟動方式 | 支持上電自啟動,減少課前準備時間 |
三、內(nèi)置儀表 專業(yè)數(shù)字儀表
裝置內(nèi)嵌內(nèi)置數(shù)字儀表多合一數(shù)字儀表,集成4位半精度萬用表、50Msps數(shù)字示波器與信號發(fā)生器于一體,配備3.5寸觸摸屏,取代傳統(tǒng)實驗箱中分散的低精度測量單元,為學生提供專業(yè)級儀器操作體驗。
儀表模塊 | 核心規(guī)格 | 教學用途 |
數(shù)字萬用表 | 4位半精度,60000計數(shù),5ppm基準,TRMS真有效值 直流/交流電壓電流、電阻、電容、二極管、溫度、通斷 | 精確測量各實驗節(jié)點參數(shù),TRMS功能用于非正弦波分析 |
數(shù)字示波器 | 10位ADC采樣,50Msps采樣率,10MHz帶寬,64Kpts深存儲 3.5寸觸摸屏操作 | 實時觀測生理信號波形、濾波效果、微控制器DAC輸出、電刺激脈沖 |
信號發(fā)生器 | 內(nèi)置多種波形(正弦/方波/三角波等) 頻率/幅值可調(diào) | 為濾波器、放大器實驗提供標準測試信號 |
說明:【對比】內(nèi)置儀表精度指標遠超市場常見實驗箱內(nèi)置萬用表(±1%):5ppm基準+TRMS真有效值,適合高要求的醫(yī)學信號精密測量教學場景。
四、嵌入式開發(fā)平臺
這是本平臺相對所有同類產(chǎn)品最核心的差異化能力。平臺內(nèi)置ARM Cortex-M3微控制器微控制器開發(fā)環(huán)境與Arduino UNO,學生可直接在平臺上完成嵌入式程序的編寫、編譯、燒錄與調(diào)試全流程,無需額外購置開發(fā)板。
資源 | 規(guī)格 | 實驗用途 |
處理器 | ARM Cortex-M3,72MHz | 嵌入式實時控制,F(xiàn)reeRTOS多任務(wù)實驗 |
存儲 | 256KB Flash,48KB RAM | 完整例程庫存儲,多傳感器并行數(shù)據(jù)緩存 |
ADC | 12位精度,最高1Msps,8+通道 | 生物電信號數(shù)字化采集,傳感器數(shù)據(jù)讀取 |
DAC | 12位,2通道 | 學生編程實現(xiàn)DDS波形生成(由示波器觀測驗證) |
通信總線 | I2C×2,SPI×2,UART×3 | 驅(qū)動全部數(shù)字傳感器,上傳數(shù)據(jù)至內(nèi)置計算機 |
定時器 | TIM1–TIM4,支持PWM/捕獲 | 精確定時,頻率測量,PWM控制 |
燒錄調(diào)試 | 板載ST-Link V2,USB直連內(nèi)置計算機 | 無需外部燒錄器,一鍵下載程序 |
GPIO擴展 | 全部引腳引出至2.54mm排針 | 自由接線,兼容杜邦線實驗 |
預(yù)裝開發(fā)軟件(內(nèi)置計算機)
軟件 | 用途 |
Keil MDK / 微控制器CubeIDE | 微控制器專業(yè)開發(fā)IDE,支持在線調(diào)試(通過ST-Link) |
Arduino IDE | Arduino開發(fā)環(huán)境,一鍵編譯燒錄 |
上位機 | 傳感器數(shù)據(jù)實時顯示,F(xiàn)FT頻譜分析,CSV/Excel數(shù)據(jù)導出 |
串口調(diào)試助手 | 微控制器與內(nèi)置計算機串口通信調(diào)試 |
全套例程庫 | 覆蓋全部傳感器與實驗?zāi)K,開箱即用 |
五、生物電信號采集與處理
生物電信號采集是醫(yī)學電子教學的核心實驗內(nèi)容。DICE-K850配備專業(yè)級生物電信號放大前端電路,可直接采集人體心電(ECG)、肌電(EMG)、腦電(EEG)及皮膚電(GSR)等微弱生物電信號,并通過內(nèi)置示波器實時觀測波形。
1、生物電信號放大模塊
參數(shù) | 規(guī)格 |
核心芯片 | 心電采集模塊心電采集模塊(內(nèi)置放大+濾波) |
電壓增益 | 10 – 1000 倍,連續(xù)可調(diào) |
頻率帶寬 | 0.1Hz – 20kHz(覆蓋EEG至EMG全范圍) |
共模抑制比(CMRR) | ≥ 100dB(有效抑制50Hz工頻干擾) |
輸入阻抗 | ≥ 100MΩ(不影響皮膚電極接觸阻抗) |
輸入保護 | TVS管 + 限流保護,防靜電損壞 |
信號輸出 | 模擬輸出端子(接內(nèi)置示波器)+ 微控制器ADC同步采集 |
適用信號 | ECG心電(心電采集模塊采集)、EMG肌電(肌電采集模塊采集)、GSR皮膚電 |
說明:為什么需要專用前端放大?— 人體心電信號僅約1mV,內(nèi)置儀表等通用儀表無法直接測量。儀表放大器前端將信號放大至可測范圍,同時以≥100dB的CMRR抑制環(huán)境電磁干擾,確保波形清晰。
2、有源模擬濾波器模塊
配置四種經(jīng)典有源濾波器電路,供學生深入理解模擬濾波原理,并與微控制器數(shù)字濾波器(FIR/IIR)形成實驗對比。
濾波類型 | 典型教學應(yīng)用 |
低通濾波器(LPF) | 濾除EMG中的高頻噪聲,保留有用生理信號 |
高通濾波器(HPF) | 消除ECG基線漂移(去除0.5Hz以下低頻干擾) |
帶通濾波器(BPF) | 提取特定頻段生理信號(如腦電α波8–12Hz) |
帶阻濾波器(BEF) | 50Hz工頻陷波,去除電網(wǎng)干擾 |
六、電刺激實驗?zāi)K
配置可編程PWM脈沖電刺激模塊,用于神經(jīng)肌肉電刺激原理實驗、經(jīng)皮電刺激(TENS)參數(shù)研究及電生理教學演示,適合醫(yī)學院校生理學實驗需求。
參數(shù) | 規(guī)格 |
頻率范圍 | 1Hz – 150kHz,四檔自動切換,精度約2% |
脈沖占空比 | 0% – 100%,獨立連續(xù)可調(diào) |
刺激幅值控制 | 由實驗箱可調(diào)電源(0–12V)控制PWM幅值,連續(xù)調(diào)節(jié) |
顯示 | LCD液晶實時顯示當前頻率與占空比參數(shù) |
參數(shù)記憶 | 掉電保存,重啟后恢復(fù)上次設(shè)置 |
程序化控制 | 微控制器控制頻率/占空比,實現(xiàn)自動刺激序列 |
安全保護 | 輸出端串聯(lián)限流保險,最大電流限制,內(nèi)置示波器實時監(jiān)測輸出波形 |
說明:【聯(lián)動實驗】微控制器聯(lián)動實驗:學生編程控制可編程PWM脈沖模塊自動改變刺激參數(shù)(頻率掃描/占空比漸變),實現(xiàn)「嵌入式系統(tǒng)控制醫(yī)療刺激儀器」的完整工程實踐場景。
七、11種醫(yī)學傳感器原生支持
裝置原生集成11種醫(yī)學與環(huán)境傳感器的標準化接口,覆蓋生命體征監(jiān)測、環(huán)境感知、運動檢測等多個領(lǐng)域。
1、生命體征類傳感器
傳感器 | 測量參數(shù) | 接口 | 典型實驗 |
表面肌電表面肌電傳感器 | 單通道干電極肌電信號 | 模擬 → 生物電前端 → ADC | 肌電采集、手勢識別原型 |
Grove GSR皮膚電傳感器 | 皮膚電阻/電導率(情緒應(yīng)激) | 模擬 → ADC | 皮膚電與心理應(yīng)激關(guān)系實驗 |
光電血氧心率模塊 | 光電容積脈搏波(PPG)血氧+心率 | I2C | SpO2/HR算法實現(xiàn)與驗證 |
鉑電阻精密溫度傳感器 | 精密溫度 | SPI | 體溫精密測量,與內(nèi)置儀表對比標定 |
電極套件 | 體表心電(ECG) | 電極 → 生物電前端 | ECG波形采集與QRS識別 |
2、環(huán)境與特種傳感器
傳感器 | 測量參數(shù) | 接口 | 典型實驗 |
TVOC氣體傳感器/TVOC/eCO2氣體傳感器 | TVOC / eCO2 空氣質(zhì)量 | I2C | 室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng) |
TDS水質(zhì)傳感器 | 溶解性固體(水質(zhì)檢測) | 模擬 → ADC | 水質(zhì)檢測與ADC線性化 |
微波多普勒雷達模塊 | 10.525GHz運動探測,數(shù)字Signal輸出 | GPIO數(shù)字輸入 | 非接觸運動檢測,感應(yīng)距離調(diào)節(jié)實驗 |
脈搏傳感器 | 光電脈搏波 | 模擬 → ADC | 脈率測量與波形分析 |
八、供電與安全系統(tǒng)
1、多路獨立穩(wěn)壓電源
電源路數(shù) | 輸出規(guī)格 | 主要用途 |
路1 | 0 – 12V / 1A,連續(xù)可調(diào) | 通用實驗供電 + PWM電刺激幅值控制 |
路2 | 0 – 24V / 1A,連續(xù)可調(diào) | 大功率模擬電路實驗 |
路3 | 固定 +5V / 2A(含USB-A接口) | 內(nèi)置儀表儀表供電 + 傳感器模塊供電 |
路4 | 固定 +3.3V / 1A | 微控制器 / Arduino邏輯電路專用 |
2、安全保護設(shè)計
(1)短路/過載自動保護:各路獨立保護,觸發(fā)后自動切斷,故障排除后手動恢復(fù)
(2)電刺激限流保險:輸出端串聯(lián)限流保護,最大電流嚴格限制
(3)接地保護:接地電阻 ≤ 4Ω,整體絕緣電阻 ≥ 10MΩ
九、支持實驗項目
1、模擬電路基礎(chǔ)實驗
(1)運算放大器特性實驗(反相/同相/差動放大器)
(2)有源低通/高通/帶通/帶阻濾波器設(shè)計與頻響測試
(3)整流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計與參數(shù)測量
(4)電阻/電容/二極管/三極管特性綜合測量
2、生物電信號實驗
(1)心電(ECG)信號采集、放大與波形分析
(2)肌電(EMG)信號采集與頻譜分析
(3)皮膚電(GSR)與情緒/應(yīng)激關(guān)系實驗
(4)信號放大與濾波綜合實驗——心電采集模塊 ECG輸出→有源濾波器(LPF/HPF/BPF/陷波)→內(nèi)置示波器對比觀測
3、嵌入式開發(fā)實驗
(1)微控制器GPIO / 定時器 / 中斷基礎(chǔ)實驗
(2)微控制器ADC多通道生理信號數(shù)字化采集
(3)微控制器DAC + DDS波形編程生成(示波器實時觀測)
(4)I2C總線:血氧心率傳感器血氧心率數(shù)據(jù)讀取與算法實現(xiàn)
(5)SPI總線:鉑電阻溫度模塊鉑電阻精密溫度測量
(6)UART串口:傳感器數(shù)據(jù)實時上傳內(nèi)置計算機
4、電刺激實驗
(1)神經(jīng)肌肉電刺激原理與參數(shù)實驗
(2)微控制器串口程序化控制刺激序列(嵌入式聯(lián)動實驗)
(3)頻率-效應(yīng)關(guān)系研究(頻率掃描自動實驗)
5、多傳感器融合實驗(綜合進階)
(1)多參數(shù)生命體征同步監(jiān)測原型
(2)環(huán)境質(zhì)量綜合監(jiān)測系統(tǒng)
(3)運動檢測與感應(yīng)距離調(diào)節(jié)實驗
(4)肌電手勢識別原型系統(tǒng)
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