医用传感器

七、医用传感器的发 展
1、多功能精密陶瓷与传感器 2、生物功能性物质与传感器 3、微细加工技术与超小型传感器 4、智能化和多功能化
八、检测技术的发展趋势 ：
1.不断提高检测系统的测量精度、 量程范围、延长使用寿命、提高可靠性： 随着科学技术的不断发 展，人们对 检测系统的测量精度要求也相应地在提高。 近年来，人们研制出许多高精度和宽量程 的检测仪器以满足各种需要。人们还对传 感器的可靠性和故障率的数学模型进行了 大量的研究，使得检测系统的可靠性及寿 命大幅度的提高。现在，许多检测系统可 以在极其恶劣的环境下连续工作数十万小 时。目前，人们正在不断努力进一步提高
三、传感器的分类
1，物理传感器 2，化学传感器 3，生物传感器
四、传感器的另一分类
分类方法

按输入物理量：位移、速度、温度传感器 按工作原理： 电容式、电感式、热电式传感器 按能量关系： 能量转换型（有源传感器） 能量控制型（无源传感器）
按输出信号性质：模拟式、数字式传感器
按构成原理：结构型、物性型传感器
按构成传感器的功能材料：半导体传感器
按高新技术： 集成传感器、智能传感器 仿生传感器、机器人传感器
五、医用传感器的特点和要求
医用传感器有以下特性： （1）较高的灵敏度和信噪比，以保证能检测出微小的有用信息 （2）良好的线性和快速响应，以保证信号变换后不失真并能是输出信号及 时跟随输入信号的变化 （3）良好的稳定性和互换性，以保证输出信号受环境影响小而保持稳定。 医用传感器的要求：
（4）对植入体内长期使用的传感器，不应对体内有不良刺激
（5）在结构上便于消毒
基本物理量
线位移 位移 角位移 线速度 速度 角速度 线加速度 加速度 角加速度 力 时间 温度 光 压力 频率
派生物理量
长度、厚度、应变、振动、磨损、不平度 旋转角、偏振角、角振动 速度、振动、流量、动量 转速、角振动 振动、冲击、质量 角振动、扭矩、转动惯量 重量、应力、力矩 周期、计数、统计分布 热容量、气体速度、涡流 光通量与密度、光谱分布
2007年2月
一、人机系统的机能对应关系
人 体 系 统
外 界 信 息
感 官
人 脑
肢 体
传感器
“机电五 官”
计算机
机 器 系 统
执行器
Sensor、Transducer
计算机检测系统基本组成框图
多路 模拟 开关
显示 A/D RAM 检测系统 计 算 机 总 线
被测 对象
传 感 器
信号 调理
取样 保持
元件
元件
信号调节 电 量 转换电路
辅助电路
物性型 传感器
被测非电量
传感元件
有用电量
结构型 传感器
被测非电量
敏感 有用非电量 传感 有用电量 元件 元件
例1-2 大吨位电容式称重传感器
C0 C
A
0 r
弹性体
d
A
0 r
极板 支架
绝缘材料 定极板 动极板
Байду номын сангаас
d
被测非电量： 外界压力 敏感元件： 弹性体 有用非电量：极板间距变化 传感元件： 电容传感器 电容量C
（3）“某种可用信号输 出” 把外界非电量信息转换成与之有确定对应关系 的电量输出的器件或装置。—— 非电量电测技术 把外界信息按一定规律转换成光信号输出的器件。 （4）“转换”：传感器、变换器、变送器、换能器、 转换器、探测器
工业测 量 标准输出 信号
能量转 换
转换效 率
二、传感器的组成
被 测 非电量 敏感 有 用 有用 非电量 传感 电 量
（1）传感器必须与生物体内的化学成分相容，要求它既不被腐蚀也不给生
物体带来毒性。 （2）传感器的形状、尺寸和结构应和被检测部位的结构相适应，使用时不 应损伤组织，不给生理活动带来负担，也不应干扰正常生理功能。 （3）传感器和人要有足够的电绝缘，即使传感器损坏的情况下，人体受到 的电压必须低于安全值。
CPU
激励 装置
功率 放大
低通 滤波
ROM D/A 键盘
性能凌驾于人的感官之上： （1）测量人体无法感知的量 （2）恶劣环境下工作 （3）测量范围宽、精确高、可靠性好 温度传感器：-196℃ ~ 1800℃ 压力传感器：0.01psi ~ 10000psi 精度：0.1% ~ 0.01% 可靠度：8 ~ 9 级
§1-1 传感器的基本概念
一、传感器的定义
把特定的被测量信息按一定规律转换成 某种可用信号输出的器件或装置。
四层含义： （1）传感器是一种测量器件或装置 发电机是不是传感器？ 测速发电机、发电机测速传感器 （2）“特定的被测量信息”：非电 量 电量 物理量 化学量 生物量
把特定的被测量信息按一定规律转换成 某种可用信号输出的器件或装置。
九、课程及教材
1、课程特点：理论性、综合性、实践性很强的学科
☆ 内容离散
☆ 知识密集程度高 ☆ 设计与实践 2、关于教材
3、参考书及资料