实验五 脉搏信号采集实验 CUST
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脉搏信号的采集与分析脉搏信号的采集与分析是一种非侵入性的技术,通常用来监测人体的生理状态和心血管健康情况。
脉搏信号是通过动脉中的压力波形来提供有关心脏收缩和舒张的信息。
脉搏信号的采集可以通过不同的方法实现,包括传统的体表压力传感器和新兴的无线脉搏感测技术。
传统的体表压力传感器通常是通过配戴一个传感器装置在人体的皮肤上来采集脉搏信号。
这种方法的优点是采集信号的可靠性高,并且可以实时监测脉搏信号的变化。
缺点是需要与人体接触,并且在长时间佩戴时可能会引起不适。
而无线脉搏感测技术则可以轻松地实现脉搏信号的采集,无需与皮肤接触。
这种技术通常使用光学传感器来测量透过皮肤的脉搏信号。
光学传感器可以发射一束光并测量光线的强度变化,从而间接地获取脉搏信号。
这种方法的优点是不需要直接接触皮肤,对被测量对象的舒适性更好。
由于光线的穿透能力有限,所以在一些情况下可能会造成信号上的误差。
脉搏信号的分析是采集到脉搏信号之后的处理过程,其目的是提取出脉搏信号中的特征信息,并进一步对其进行分析和提炼。
常用的脉搏信号分析方法包括时域分析、频域分析和小波分析等。
时域分析是最直观的一种分析方法,它通过对脉搏信号的振幅、周期以及脉搏间隔等进行统计和分析,可以得到脉搏信号的基本特征。
频域分析则是将脉搏信号从时域转换到频域,通过计算信号的频谱密度来分析信号的频率特征。
小波分析则是将脉搏信号分解为多个不同频率的小波分量,通过计算小波系数来分析信号的时频特征。
脉搏信号的采集与分析在医学领域有着广泛的应用。
它不仅可以用来监测心脏健康状况,还可以用来诊断一些心血管疾病。
脉搏信号的采集与分析还可以应用于运动生理学和运动康复等领域,用于监测身体的运动状态和恢复情况。
脉搏信号的采集与分析具有很大的潜力,对人类健康和医学研究都有着重要的意义。
测量脉搏的实验报告结果实验四脉搏测量实验四脉搏测量一.实验目的1.学会人体脉搏波的测量方法。
2.观察脉搏波与心电波的区别及相互关系。
3.观察运动对脉搏的影响。
二.实验原理1.传感器:是由无源的精密压力换能器和一个指套组成,通过绑在手指上可测量脉搏。
2.电路原理如图所示,因为该压力传感器是无源的,使用单向输入方式,即压力信号通过R61经U6A输入,U6B输入接地,当压力变化时通过差动放大电路(U7)进行放大,再经过U8后,在AI3端输出一个与压力成正比的线性电压波形。
三.实验步骤1.接线:将传感器通过JP01连接至测量电路,将AI3和GND 连接至labjack的接口AI3和GND处。
2.通过调节电位器RP6来改变差动放大倍数(顺时针大),在U8输出端得到放大信号。
3.最终结果是:在U8的输出端得到一个放大后的信号,该信号特点是:当有脉搏时(压力增大)时,该信号曲线显示增大的信息;当无脉搏时(压力减小)时,该信号曲线幅度也响应减小。
四.实验内容1.测量脉搏波的变化情况,同时计算脉搏频率。
2.与心电测量一起显示计算,观察两个波型的特点及相互关系。
五、实验结果实验中通过将传感器绕着人体手指,开始测量并记录数据,用matlab程序处理过后,得到以下图像:根据图像,可以数出10秒内脉搏跳动次数约为14次,所以可计算得出人体脉搏约为84次/min。
六、实验总结在前面实验的基础上,脉搏的测量实验相对简单。
在连接好电路图后,装上脉搏测量传感器,缠绕手指过后,开始测量。
然后设置好相应的参数,采样率及采样时间,保存好数据并记录。
在实验过程中,示波器上的波形显示不明显,可以通过改变横轴的时间长度,便可以清晰看到波形显示。
回来便是数据处理,程序同呼吸测量实验中对数据的处理,要进行滤波处理,呈现出较为清晰的波形。
篇二:数电实验报告--电子脉搏计题目:电子脉搏计设计一、设计任务与要求设计一个电子脉搏计,要求: 1.实现在15S内测量1min的脉搏数;2.用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示;3.测量误差小于±4次/min。
实验5 人体在运动过程中心率的测定[目的]掌握人体心率的测定方法,观察运动时心率的影响。
[原理]心率的测定有脉率指触法、心音听诊法和心率遥测法。
在心脏的舒缩活动中,动脉内压力的变化发生周期性波动,引起管壁发生搏动,并能以波的形式沿管壁向外周传播,且与心脏的周期性活动一致。
故用手指触摸到身体浅表部位动脉脉搏率,一般情况下能代表心率。
心脏在活动中产生的心音可通过周围组织传递到胸壁。
通过听诊器在胸壁一定部位听诊可确定心率。
心率遥测法是根据心脏兴奋时的电变化而采集心率的。
心脏兴奋时的电变化传至体表,表面电极将心电信号接收后送入发射机,经接收机接收后而显示。
[对象]体育系学生或运动员[器材]听诊器、节拍器、心率发射机、接收机或调频收音机(或普能运动心率遥测系统)、导电膏、秒表、75%酒精棉球、医用胶布。
[步骤]1.脉率指触法和心音听诊法(1)受试者静坐5min。
(2)指触法检测者将食指、中指、无名指在受试者一侧手腕部桡动脉处测量脉率。
也可用心前区听诊法测量心率。
脉搏测量先以10s为单位,连续测量3个10s,其中两次相同并与另一次相差不超过1次时,即认为是相对安静状态,否则应当适当休息后继续测量,直至符合要求,然后测量30s的脉搏乘2,即为心率。
(3)令受试者以每次2s的速度(按节拍器节律)连续下蹲3min。
取坐位测定运动后即刻、2min、4min、6min的心率。
2.心率遥测法(1)心率遥测仪测定①电极安装:安装电极前,皮肤用75%酒精进行脱脂处理。
在电极上涂上适量导电膏,周围橡胶圈上涂401号胶,然后将线稍短的电极按放在左锁骨中线与第五肋间隙交点,线长的电极放在胸骨体部位,然后用5×5cm2胶布固定电极。
②安放发射机:将发射机正面朝外,插孔插入发射机,此时心电波开始发射。
③调节接收机频率:打开接收机,将其调至调频(FM)处。
旋动调谐扭,当调至和发射机的频率一致时,即可听到嘟、嘟……的声音,这是心率信号,每一声表示一次心跳。
脉搏信号的采集与分析脉搏信号是指人体冲击血液的心脏收缩所产生的液压反应所形成的一种波形信号。
脉搏信号的采集与分析是一种常见的医学技术,用于评估人体的健康状态,诊断疾病,并指导治疗。
本文将从脉搏信号的采集与脉搏信号的分析两个方面进行阐述。
脉搏信号的采集通常是通过脉搏波传感器来实现的。
传感器通常放置在人体的腕部、手指或颈部等动脉处,通过感应人体脉搏的液压反应来转换成电信号。
这种电信号可以是模拟的或数字的,需要经过调理电路进行放大和滤波,然后传送到数据采集系统中进行处理和存储。
脉搏信号的分析是通过计算机技术来实现的。
需要对采集到的脉搏信号进行预处理,包括滤波、去噪和放大。
然后,利用数字信号处理算法提取脉搏信号的特征参数,如脉搏幅值、脉搏频率和脉搏波形等。
接着,根据这些特征参数来评估人体的健康状况或诊断疾病。
通过测量脉搏频率可以评估心脏的功能,通过观察脉搏波形可以判断血管的弹性和阻力。
还可以对脉搏信号进行时域分析和频域分析,研究脉搏信号的更多性质和规律。
脉搏信号的采集与分析在临床医学中有着广泛的应用。
它可以用于监测患者的生理状态。
病人在手术中、监护室中、心脏病患者长期在家中等,都可以通过脉搏信号的采集和分析来监测心脏功能、血流情况、危险状态等。
脉搏信号的采集与分析可以用于疾病的早期诊断。
脉搏信号的异常可以提前发现心脏、肺、肾脏等器官的异常情况。
脉搏信号的采集与分析对于治疗和康复也有重要的指导作用。
在康复阶段,通过监测脉搏信号的变化,可以评估康复效果,指导康复治疗的调整。
脉搏信号的采集与分析是一种重要的医学技术,它可以用于评估人体的健康状况、诊断疾病,并指导治疗。
随着计算机技术和生物医学工程学科的发展,脉搏信号的采集与分析技术将会得到进一步完善和应用。
测量脉搏的实验报告结果一、实验目的本次实验旨在通过测量脉搏,了解个体在不同状态下的心血管功能变化,掌握脉搏测量的方法和技巧,并分析影响脉搏的因素。
二、实验原理脉搏是由心脏收缩将血液泵入动脉所引起的动脉搏动。
正常情况下,脉搏的频率与心率一致,因此通过测量脉搏可以间接反映心率。
脉搏的频率、节律和强度会受到多种因素的影响,如运动、情绪、体位、疾病等。
三、实验对象与实验环境(一)实验对象本次实验选取了年龄在 18-25 岁之间的健康志愿者 30 名,其中男性15 名,女性 15 名。
(二)实验环境实验在安静、温度适宜(22-25℃)的室内进行,以减少环境因素对实验结果的干扰。
四、实验仪器与材料(一)仪器1、电子脉搏计:用于测量脉搏的频率和节律。
2、秒表:用于记录测量时间。
(二)材料1、记录表格:用于记录实验数据。
五、实验步骤(一)实验前准备1、向志愿者详细介绍实验目的、方法和注意事项,确保其理解并愿意配合实验。
2、让志愿者休息 10 分钟,使其身体处于安静状态。
(二)安静状态下的脉搏测量1、志愿者取坐位,手臂放松,掌心向上,将电子脉搏计的传感器放置在手腕桡动脉搏动处。
2、测量 1 分钟的脉搏次数,记录结果。
3、重复测量 3 次,取平均值作为安静状态下的脉搏频率。
(三)运动后的脉搏测量1、志愿者进行 3 分钟的中等强度有氧运动,如跳绳。
2、运动结束后立即测量脉搏,测量方法同安静状态下,记录结果。
3、每隔 1 分钟测量一次脉搏,共测量 5 次,观察脉搏的恢复情况。
(四)情绪紧张状态下的脉搏测量1、让志愿者观看一段紧张刺激的视频片段。
2、在观看视频结束后立即测量脉搏,测量方法同前,记录结果。
(五)体位改变时的脉搏测量1、志愿者先取平卧位,测量 1 分钟的脉搏次数。
2、然后让志愿者迅速站立,测量站立后 1 分钟的脉搏次数。
六、实验结果(一)安静状态下的脉搏30 名志愿者在安静状态下的脉搏频率平均值为 72 次/分钟,其中男性志愿者的平均值为 70 次/分钟,女性志愿者的平均值为 74 次/分钟。
脉搏识别技术实验报告一、实验目的本实验旨在探究脉搏识别技术在生物识别领域的应用及优势,通过实际操作数据采集和分析,深入了解脉搏识别技术的原理和实际效果。
二、实验材料1. 脉搏识别仪器:包括传感器、数据采集系统等;2. 实验对象:多位参与者,用于数据采集和训练模型;3. 电脑及相关软件:用于数据处理和分析。
三、实验方法1. 数据采集:每位参与者在实验室环境下进行多次脉搏采集,以获取完整的脉搏数据;2. 数据预处理:对采集到的数据进行噪声去除、滤波等处理,确保数据清晰可靠;3. 特征提取:利用机器学习算法提取脉搏数据中的关键特征,为后续的模型训练做准备;4. 模型训练:基于提取到的特征,建立脉搏识别模型,并通过多次训练调优,提高模型的准确率;5. 实验结果分析:对模型的识别准确率、响应速度等指标进行综合评估,探究脉搏识别技术的优势和局限性。
四、实验结果经过数据采集、处理及模型训练,我们得到了一个基于脉搏的生物识别系统。
在多次实验中,该系统的识别准确率高达95%,响应速度在毫秒级别。
同时,由于脉搏特征独特且稳定,该系统在人脸识别、指纹识别等常见生物识别技术无法使用的场景下表现突出。
五、实验结论本实验证明了脉搏识别技术在生物识别领域的巨大潜力,具有独特的优势和应用前景。
未来,随着技术的不断进步和应用场景的扩大,脉搏识别技术将成为生物识别领域的重要一员,为人们的生活带来更多便利和安全。
六、致谢在此,感谢所有参与实验的志愿者和研究人员,以及支持本实验的相关单位和资助机构。
他们的付出和支持为本实验的顺利进行和取得成功成就做出了重要贡献。
七、参考文献[1] Smith A, Brown B. Pulse-recognition threshold level [J]. Biometric Technology Today, 2009, 00(0): 1-5.[2] Wang C, Zhang D. A real-time wrist-type pulse signal detection and processing system for second verification [J]. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 2009, 55(1): 144-150.[3] Li H, Wang L. A novel pulse identification method based on convolutional neural network [J]. Pattern Recognition Letters, 2019, 40(12): 17-23.。
脉搏信号检测课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握脉搏信号检测的基本原理、方法和应用。
通过本课程的学习,学生应达到以下目标:1.知识目标:•了解人体脉搏信号的产生原理和特点;•掌握脉搏信号检测的基本方法和技巧;•了解脉搏信号检测在临床诊断和健康监测中的应用。
2.技能目标:•能够使用脉搏信号检测设备进行实际操作;•能够分析脉搏信号数据,并进行简单的信号处理;•能够运用脉搏信号检测技术解决实际问题。
3.情感态度价值观目标:•培养学生的科学思维和创新能力;•增强学生对生命科学和医疗技术的兴趣和热情;•培养学生关注健康、关爱他人的社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.脉搏信号检测的基本原理:介绍人体脉搏信号的产生原理和特点,包括心脏射血、血管壁振动和脉搏波传播等方面的知识。
2.脉搏信号检测的方法:介绍常用的脉搏信号检测方法,如光电容积描记法、脉搏波传导法、脉搏波反射法等,并分析各种方法的优缺点。
3.脉搏信号检测的应用:介绍脉搏信号检测在临床诊断(如心脏疾病、高血压等)、健康监测(如运动生理、睡眠质量等)和生物识别等方面的应用。
4.脉搏信号检测设备的操作和维护:教授学生如何正确使用脉搏信号检测设备,并进行简单的设备维护。
5.脉搏信号数据的分析与处理:介绍脉搏信号数据的处理方法,如信号滤波、特征提取和模式识别等,并引导学生运用这些方法解决实际问题。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:教师讲解脉搏信号检测的基本原理、方法和应用,引导学生掌握相关知识。
2.讨论法:学生针对脉搏信号检测的实际案例进行讨论,培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法:通过分析具体的脉搏信号检测案例,使学生了解脉搏信号检测在实际应用中的具体操作和注意事项。
4.实验法:安排学生进行脉搏信号检测实验,让学生亲手操作设备,提高学生的实践能力。
5.小组合作学习:鼓励学生分组进行合作学习,共同完成脉搏信号检测项目,培养学生的团队协作能力。
脉搏与心电信号采集与监测系统设计1. 设计脉搏或心电信号放大器•增益:60dB ~70dB ~80dB 三档可调•带宽:0.01HZ ~200HZ ,可插入50HZ 陷波器2. 设计测量和显示心率的数字电路(用七段数码管)3. 设计心率越限报警电话(报警范围为分次分次/150f /40f 00>---<),报警方式,喇叭或蜂鸣器鸣叫,屏幕显示。
4. 完成模拟电路和数字电路的仿真和虚拟实验。
5. 完成印刷板设计。
6. 基本框图脉搏与心电信号采集与监测系统一、 心电信号采集电路(模拟电路部分)1 、查阅资料可知人体心电信号有如下的特点(1)信号具有近场检测的特点,离开人体表微小的距离,就基本上检测不到信号;(2)心电信号通常比较微弱,至多为mV 量级;(3)属低频信号,且能量主要在几百赫兹以下;(4)干扰特别强。
干扰既来自生物体内,如肌电干扰、呼吸干扰等;也来自生物体外,如工频干扰、信号拾取时因不良接地等引入的其他外来串扰等;(5)干扰信号与心电信号本身频带重叠(如工频干扰等)。
2 心电信号采集放大器电路设计要求 •增益:60dB ~70dB ~80dB 三档可调(即放大倍数为1000~3160~10000) •带宽:0.01HZ ~200HZ ,可插入50HZ 陷波器分析:根据要求,放大倍数为1000~3160~10000,故采用二级放大。
其中前级放大增益三档可调,分别为10、31、100倍。
后级放大器为100倍。
2-1、前级放大器设计a 、放大器AD620构成的电路由于人体心电信号的特点,加上背景噪声较强,采集信号时电极与皮肤间的阻抗大且变化范围也较大,这就对前级(第一级)放大电路提出了较高的要求,即要求前级放大电路应满足以下要求:高输入阻抗;高共模抑制比;低噪声、低漂移、非线性度小;合适的频带和动态范围。
为此,选用Analog公司的仪用放大器AD620作为前级放大(预放)。
AD620的核心是三运放电路(相当于集成了三个OP07运放),其内部结构如图1所示。