心脏除颤器检测校准设备溯源方法研究

0 引 言

    计量检测部门使用的心脏除颤器和心脏除颤监护仪的检测设备除颤器分析仪，有 3 种主要的除颤器测试功能，用于评估除颤器的性能：能量、同步和充电时间^[1]。目前对于此类设备的的溯源问题，还未形成较为明确的说明和方法，导致使用此类设备的单位对仪器的溯源较为困惑。

    美国的校准测量是来自国家标准和技术研究机构（NIST）。对于没有 NIST 校准标准的设备，使用接受的测试程序针对内部性能标准对其进行测量。这里着重对除颤器检测校准设备的电压和频率的溯源问题进行解释说明，以供各使用部门了解和解决该设备的溯源问题。

1 能量测量的工作原理

    能量是在时间上对功率函数 P（t）进行数学积分得到的。P（t）被定义为电压（时间的函数）的平方除以负载电阻。即除颤器提供给负载电阻的能量定义如下：

    QED-6每 104μs 在 50Ω、160W 电阻两端测量瞬时电压，500 次的测量则形成了 52.08 ms 的测量窗口，然后确定除颤器的能量输出。QED-6 将所有瞬时电压的平方进行求和，乘以104 μs，然后除以负载电阻，从而析取出能量值。 

    这种计算方法被称为黎曼和（RIEMANN SUM）算法，并且在数学上等于小的dt 的时间积分。下面说明这种关系：

    QED-6 采用了基于微处理器的设计和精密的算法来控制整个系统的活动^[2]。通过扫描 500 个波形样本，当完成脉冲测量之后，在显示屏上显示最大值，从而完成峰值电压测量。将该值除以50Ω，得到峰值电流值。

2 用示波器观察峰值电压的输出测量

    QED-6 提供了 2 个香蕉插座，使用具有存储能力的示波器。将示波器探头的地线连接到 QED-6 上的地线插座，正极连接到除颤器输出。将示波器的耦合模式设置为“AC”（交流）模式。

    使用除颤器对 QED-6 进行放电。在 1000J 量程下，波形为通过 50 Ω 电阻输入电压的 1/1 450，在100 J 量程下，波形为输入电压的 1/440。利用以下的公式可获得放电电压的实际幅值：

    观察示波器上的波形^[3]，对除颤分析仪重复放电，同时调节时基和增益设置，直到获得观察波形的最佳比例设置。

3 校准测量步骤

3.1 设备参数

    QED-6除颤器分析仪：1000J 量程为±2%读数；100 J 量程为±2%读数±0.1 J。

    3458A型数字多用表测量范围：0～1000V、0～1A、0～1×10⁹Ω、1 MHz。不确定度：DCV 为 0.001%（k=2）、ACV 为 0.01%（k =2）、DCI 为 0.003%（k =2）、ACI 为0.05%（k=2）、R 为 0.0012%（k=2）、f 为 1×10^-5(k=2）。