传感器设计实验实验报告-脉搏
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脉搏测量实验报告脉搏测量实验报告引言:脉搏是人体生命活动中的重要指标之一。
通过测量脉搏,我们可以了解人体的心率、血压以及一些疾病的病情。
本次实验旨在探索脉搏的测量方法,并分析不同因素对脉搏测量结果的影响。
实验设计:我们邀请了30名健康志愿者参与实验。
首先,我们使用传统的手动方法测量了每位志愿者的脉搏,并记录了测量结果。
然后,我们使用了一款智能手环设备,通过光电传感器测量脉搏,并将数据传输到手机APP上进行记录。
最后,我们对比了手动测量和智能手环测量的结果,并分析了两种方法的准确性和便利性。
实验结果:通过对比手动测量和智能手环测量的数据,我们发现两种方法的测量结果基本一致。
然而,智能手环的测量速度更快,且操作更简便。
此外,智能手环可以连续监测脉搏,提供更多的数据参考。
在实验过程中,我们还发现了一些有趣的现象。
例如,脉搏的强度和情绪状态有关,当志愿者处于紧张或兴奋状态时,脉搏的强度会增加。
此外,脉搏的频率也会受到运动和饮食等因素的影响。
讨论:本次实验结果表明,智能手环作为一种新兴的脉搏测量设备具有一定的准确性和便利性。
它可以提供更多的数据参考,对于长期监测脉搏的需求具有明显优势。
然而,智能手环也存在一些局限性,例如在特殊环境下的测量可能会受到干扰。
此外,由于智能手环的使用需要电池供电,长时间佩戴可能会对皮肤产生一定的刺激。
结论:脉搏测量是一项重要的生理指标监测方法。
本次实验结果显示,智能手环作为一种新兴的脉搏测量设备具有一定的准确性和便利性。
然而,手动测量仍然是一种可靠的方法,尤其适用于特殊环境下或需要精确测量的情况。
未来,我们可以进一步研究脉搏测量的新方法,以提高准确性和便利性,并在医疗和健康管理领域发挥更大的作用。
致谢:感谢参与本次实验的志愿者们,他们的配合使得实验能够顺利进行。
同时,感谢智能手环制造商提供的设备支持。
此外,还要感谢实验室的老师和同学们对我们实验的帮助和指导。
参考文献:[1] Smith, J. et al. (2018). The impact of wearable devices on human health. Journal of Health Technology, 5(2), 45-56.[2] Zhang, L. et al. (2019). A comparison of manual and smart bracelet pulse measurement methods. Journal of Medical Devices, 7(3), 112-125.。
脉搏传感器特性及应用实验1.了解脉搏传感器模块的电路组成及原理;2.掌握脉搏传感器的原理;3.掌握脉搏传感器的测量方法。
1.分析脉搏传感器测量电路的原理;2.连接脉搏传感器物理信号到电信号的转换电路;3.软件观测脉搏变化时输出信号的变化情况;4.记录实验波形数据并进行分析。
1.开放式传感器电路实验主板;2.脉搏传感器测量模块;3.导线若干。
脉搏传感器,指的是用于检测脉搏相关信号的传感器。
脉搏指的是动脉搏动,脉搏传感器即是用来检测动脉搏动时产生的压力变化,将之转换成可以被更直观观察和检测的电信号。
脉搏传感器主要应用在医疗设备、教学设备,教学实训等领域,如血氧测量、心率监测、中医脉象诊断等等。
按照输出方式分类有模拟输出、数字输出两种。
按照采集信号的方式分类主要可以分为压电式、压阻式、光电式等三种。
其中压电式和压阻式通过微压力型的材料将脉搏跳动的压力过程转换为信号输出,一般采用微压力传感材料有压电片和电桥等。
将传感器的探头与动脉搏动较强的地方贴合,施加一定的压力,微压力材料可以将脉搏跳动的压力信号采集到并有电信号变化量产生,经过信号放大与调理电路处理后,可以得到脉搏跳动的完整波形,也可以进一步输出和动脉搏动同步的脉冲信号。
主要应用于临床上动脉硬化等心血管类疾病的病理性分析。
而光电式脉搏传感器则通过反射或对射式的方式,将血管在脉搏跳动过程中透光率的变化转换为信号输出。
学习板上采用的是HKG-07B红外脉搏传感器。
红外脉搏传感器利用特定波长红外线(典型的有570、870um)对血管末端血液微循环产生的血液容积的变化的敏感特性,检测由于心脏的跳动,引起指尖的血液中血氧蛋白含量变化,经过信号放大、调整等电路处理后,可以输出同步于脉搏跳动的脉冲信号,从而计算出脉率,也可以输出反映指尖血容积变化的完整的脉搏波波形信号。
主要应用于临床上脉率的测量、监测和脉搏波的病理分析,还可计算血氧饱和度。
如图10-1所示。
图10-1 脉搏传感器(1)输出电压波形图图10-2 典型的脉搏波输出波形(2)注意事项1.使用时被测者保持安静。
一、实验目的1. 理解数字脉搏计的原理和组成;2. 掌握数字脉搏计的测量方法;3. 熟悉数字脉搏计的调试与维护;4. 提高数字电路的实验技能。
二、实验原理数字脉搏计是一种利用光电传感器检测人体脉搏的仪器,其原理是利用光电效应将脉搏信号转换为电信号,然后通过模数转换器(A/D转换器)将模拟信号转换为数字信号,最后由微处理器进行处理,得出脉搏频率。
实验原理图如下:光电传感器→光敏电阻→放大电路→滤波电路→A/D转换器→微处理器→显示屏三、实验器材1. 数字脉搏计实验装置;2. 信号发生器;3. 示波器;4. 电源;5. 线路连接线。
四、实验步骤1. 连接实验装置:将光电传感器、放大电路、滤波电路、A/D转换器、微处理器和显示屏按照实验原理图进行连接。
2. 信号测试:使用信号发生器产生一定频率的模拟信号,输入到放大电路中,观察放大电路输出信号的变化。
3. 滤波电路测试:观察滤波电路对输入信号的滤波效果,确保输出信号稳定。
4. A/D转换器测试:将模拟信号输入到A/D转换器中,观察数字信号的输出。
5. 微处理器测试:将A/D转换器输出的数字信号输入到微处理器中,观察微处理器的工作状态。
6. 显示屏测试:观察显示屏是否能够正确显示脉搏频率。
7. 脉搏计调试:将光电传感器放置在人体脉搏部位,调整光电传感器与皮肤的距离,使信号输出稳定。
8. 脉搏计测量:将脉搏计佩戴在人体手腕上,观察显示屏上脉搏频率的实时变化。
9. 脉搏计维护:检查各电路连接是否牢固,确保脉搏计的正常工作。
五、实验结果与分析1. 放大电路输出信号稳定,滤波电路滤波效果良好。
2. A/D转换器输出数字信号准确,微处理器工作状态正常。
3. 显示屏能够正确显示脉搏频率。
4. 脉搏计佩戴舒适,测量结果准确。
六、实验总结通过本次实验,我们了解了数字脉搏计的原理和组成,掌握了数字脉搏计的测量方法,熟悉了数字脉搏计的调试与维护。
在实验过程中,我们遇到了一些问题,如放大电路输出信号不稳定、滤波电路滤波效果不佳等,通过分析原因,我们解决了这些问题,提高了实验技能。
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。
目录1 设计方案 (2)1.1 设计目的 (2)1.2 设计要求 (2)1.3 设计思路 (2)2 设计原理框图 (2)3 设计内容及各部分简介 (3)3.1单元电路简介 (3)3.11 定时控制器 (3)3.12 电压放大器 (4)3.13 计数译码显示电路 (4)3.2部分元器件功能简介 (5)3.21 压电传感器 (5)3.22 555定时器 (10)4 元器件清单及总原理图 (11)4.1元件清单 (11)4.2总原理图 (11)5 设计过程中遇到的问题及其解决方法 (12)6 功能简介 (13)7 心得体会 (13)8 参考文献 (13)9 致谢 (14)第一部分设计思路设计目的:1.加深理解数字电路的基本理论知识,学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握数字电路系统设计的基本方法、设计步骤,进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用。
2.学习和练习在焊接上接线的方法、焊接的技术及需要注意的问题。
3.学习数字电路实物制作、调试、测试、故障查找和排除的方法。
4.练习细致、认真的习惯。
5.培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
6.培养一种分工协作的团队精神。
7.学会熟练的查找相关资料。
8.加深对PROTEL、AUTOCAD等相关软件的使用方法。
设计要求:设计出一种数字式脉搏传感器。
具体要求如下:1.使用灵敏度较高的脉搏传感器(能发出10MV的脉动信号)。
2.测量误差不大于%1。
3.具有二位数字显示功能。
4.设计一个脉宽T=1minute的产生电路。
5.具有复位、启动及锁寸功能的电路图。
6.撰写设计报告、调试报告及心得体会。
设计思路:电子脉搏仪的目的是检测人的心率。
我们采用压电陶瓷片作为脉搏传感器。
压电陶瓷片是一种声电转化元件,在受到外界压力或振动时会因压电效应而产生微弱的电流,利用电压放大器将其放大作为记数脉冲输入计数器,便可以用来测量人的脉搏。
第二部分:设计原理框图:原理框图如下页(图2-1),由脉搏传感器、电压放大器、定时控制电路和计数与显示电路组成。
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。
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。
西安邮电学院光电传感实验报告系部名称:电子与信息工程学生姓名:苏东 (07) 专业名称:电子科学与技术班级:科技0804脉搏测量试验报告一、实验目的:(1)学习和掌握查阅资料的方法(2)学习和掌握电路设计的基本过程(3)学习和掌握硬件电路的软件仿真方法(4)学会利用理论知识分析和解决实际问题(5)加深对理论课程的感性认识和深入理解二、试验分析脉搏测量属于检测有无脉博的测量,有脉搏时遮挡光线,无脉搏时透光强,所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。
用于体育测量用的脉搏测量大致有指脉和耳脉二种方式。
这二种测量方式各有优缺点,指脉测量比较方便、简单,但因为手指上的汗腺较多,指夹常年使用,污染可能会使测量灵敏度下降;耳脉测量比较干净,传感器使用环境污染少,容易维护。
但因耳脉较弱,尤其是当季节变化时,所测信号受环境温度影响明显,造成测量结果不准确。
三、试验原理1.脉搏信号的拾取:脉搏信号拾取电路如图1所示,IClA接为单位增益缓冲器以产生2.5V的基准电压。
红外接收二极管在红外光的照射下能产生电能,单个二极管能产生O.4 V电压,0.5 mA电流。
BPW83型红外接收二极管和IR333型红外发射二极管工作波长都是940 nm,在指夹中,红外接收二极管和红外发射二极管相对摆放以获得最佳的指向特性。
红外发射二极管中的电流越大,发射角度越小,产生的发射强度就越大。
在图l中,RO选100 Ω是基于红外接收二极管感应红外光灵敏度考虑的。
R0过大,通过红外发射二极管的电流偏小,BPW83型红外接收二极管无法区别有脉搏和无脉搏时的信号。
反之,R0过小,通过的电流偏大,红外接收二极管也不能准确地辨别有脉搏和无脉搏时的信号。
当红外发射二极管发射的红外光直接照射到红外接收二极管上时,IC1B的反相输入端电位大于同相输入端电位,Vi为“O”。
当手指处于测量位置时,会出现二种情况:一是无脉期。
虽然手指遮挡了红外发射二极管发射的红外光,但是,由于红外接收二极管中存在暗电流,仍有lμA 的暗电流会造成Vi电位略低于2.5 V。
实验一 MP100型脉搏换能器
一、实验目的
1.了解脉搏波的波形
2.初步学会脉搏波的测定
二、实验原理
在每个心动周期中,动脉内的压力发生周期性变化。
这种周期性的压力变化可引起动脉血管发生搏动,称动脉脉搏。
用手指也可摸到身体浅表部位的动脉搏动。
本实验是用MP100型脉搏换能器来测定人体脉搏波。
该换能器采用压电晶体芯片组装而成,当压力作用在晶体上,它就会产生同压力成正比的电压信号。
三、实验步骤
1.接通实验仪器,预热3分钟
2.受检者肌肉放松
3.换能器套于食指上,观察脉搏波的波形并测量峰峰值和频率。
四、实验记录及结果
五、测量条件
放大倍数:20
上限频率:20Hz
时间常数:直流
50Hz陷波:开
低通滤波:50Hz
无创血压换能器
采样频率:1000Hz
六、心得体会。