HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感器原理ppt课件
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传感器与测量技术培训ppt精品模板分享(带动画)
作。
常见传感器及其 应用
电阻式传感器
定义：电阻式传感器是一种利用电阻值的变化来测量物理量的器件 工作原理：通过测量电阻值的变化来反映被测量的变化 应用领域：在工业自动化、汽车、航空航天等领域有广泛应用 常见类型：应变片、热电阻等
电容式传感器
工作原理：通过 测量电容器极板 间距离的变化来 感知外界物理量
传感器信号滤波技术：介绍滤波器的种类、性能指标及选择方法，如低通滤波器、高通滤波器等。
传感器信号处理电路：介绍信号处理电路的结构、工作原理及性能指标，如运算放大器、比较器 等。
传感器信号接口技术：介绍传感器与微处理器之间的接口电路设计，如AD转换器、DA转换器术：将物理量 转换为电信号，常用的转换技术 包括电阻式、电容式、电感式等。
添加标题
传感器的作用：传感器在测量技术中扮演着重要的角色，它能够将各种物理量（如温度、压力、位移、 速度等）转换为电信号，从而实现对这些物理量的测量和控制。
添加标题
传感器的分类：根据不同的工作原理和应用领域，传感器可以分为多种类型，如电阻式、电容式、电感 式、光电式、磁电式等。
添加标题
传感器的应用：传感器在各个领域都有广泛的应用，如工业自动化、航空航天、交通运输、医疗保健等。 同时，随着物联网、人工智能等技术的不断发展，传感器的应用场景也将不断扩展。
新工艺在传感器制造中的应用：探讨新型工艺如3D打印、纳米加工等在传感器制造 中的应用，降低成本，提高生产效率。
新材料与新工艺对传感器性能的影响：分析新材料和新工艺对传感器性能的影响，如 灵敏度、响应速度、稳定性等方面的提升。
新材料与新工艺在传感器应用领域的拓展：探讨新材料与新工艺在传感器应用领域 的拓展，如医疗、环保、能源等领域的应用前景。
常见传感器及其 应用
电阻式传感器
定义：电阻式传感器是一种利用电阻值的变化来测量物理量的器件 工作原理：通过测量电阻值的变化来反映被测量的变化 应用领域：在工业自动化、汽车、航空航天等领域有广泛应用 常见类型：应变片、热电阻等
电容式传感器
工作原理：通过 测量电容器极板 间距离的变化来 感知外界物理量
传感器信号滤波技术：介绍滤波器的种类、性能指标及选择方法，如低通滤波器、高通滤波器等。
传感器信号处理电路：介绍信号处理电路的结构、工作原理及性能指标，如运算放大器、比较器 等。
传感器信号接口技术：介绍传感器与微处理器之间的接口电路设计，如AD转换器、DA转换器术：将物理量 转换为电信号，常用的转换技术 包括电阻式、电容式、电感式等。
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传感器的作用：传感器在测量技术中扮演着重要的角色，它能够将各种物理量（如温度、压力、位移、 速度等）转换为电信号，从而实现对这些物理量的测量和控制。
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传感器的分类：根据不同的工作原理和应用领域，传感器可以分为多种类型，如电阻式、电容式、电感 式、光电式、磁电式等。
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传感器的应用：传感器在各个领域都有广泛的应用，如工业自动化、航空航天、交通运输、医疗保健等。 同时，随着物联网、人工智能等技术的不断发展，传感器的应用场景也将不断扩展。
新工艺在传感器制造中的应用：探讨新型工艺如3D打印、纳米加工等在传感器制造 中的应用，降低成本，提高生产效率。
新材料与新工艺对传感器性能的影响：分析新材料和新工艺对传感器性能的影响，如 灵敏度、响应速度、稳定性等方面的提升。
新材料与新工艺在传感器应用领域的拓展：探讨新材料与新工艺在传感器应用领域 的拓展，如医疗、环保、能源等领域的应用前景。
传感器原理介绍及应用ppt课件
西门子 Senaco AS100 声传感器
目录
1 传感器的基本概念 2 常用传感器 3 公司产品介绍 4 产品应目方案分析
项目评估 工艺流程图
沈阳某电视台网管中心空调自控工程
一、项目背景 通常现代建筑中的中央空调系统冷冻主机的负荷能 随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹 配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，不仅造 成电能的极大耗费，同时也恶化了中央空调的运行 环境和运行质量。 随着新技术、新设备在电视台的 广泛应用，数字化、网络化、智能化有效的提高了 电视信号的播出水平。沈阳某电视台网管中心集中 着电视的大部分关键设备，使用空调自控系统对设 备的安全起到保障作用。因此，这对电视台网管中 心的空调系统自动控制改造提出了更高要求。沈阳 新华控制系统有限公司成功中标沈阳某电视台网管 中心的空调自控系统的设计、安装与调试工程。
常用传感器—霍尔传感器
概念：霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁
场传感器。
分类：霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型
霍尔传感器两种。
结构：霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、
霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。
应用：测量电流、位移、转速、风速、流速、自
动电路。
常用传感器—温度传感器
概念：是指能感受温度并转换成可用输出信号的
SITRANS FM MAG 1100 F电 磁流量传感器是 特地为食品、饮 料和制药工业而 设计的，配置各 种卫生型快速接 头。
公司产品介绍—西门子工业业务
西门子 SITRANS P ZD 系列压力测量仪表可 配置的压力变送器， 测量气体、液体和蒸 汽的表压和绝压。带 数字显示，量程比10 ︰1，数字显示与过程 连接的可选经向或轴 向两种方式。
目录
1 传感器的基本概念 2 常用传感器 3 公司产品介绍 4 产品应目方案分析
项目评估 工艺流程图
沈阳某电视台网管中心空调自控工程
一、项目背景 通常现代建筑中的中央空调系统冷冻主机的负荷能 随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹 配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，不仅造 成电能的极大耗费，同时也恶化了中央空调的运行 环境和运行质量。 随着新技术、新设备在电视台的 广泛应用，数字化、网络化、智能化有效的提高了 电视信号的播出水平。沈阳某电视台网管中心集中 着电视的大部分关键设备，使用空调自控系统对设 备的安全起到保障作用。因此，这对电视台网管中 心的空调系统自动控制改造提出了更高要求。沈阳 新华控制系统有限公司成功中标沈阳某电视台网管 中心的空调自控系统的设计、安装与调试工程。
常用传感器—霍尔传感器
概念：霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁
场传感器。
分类：霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型
霍尔传感器两种。
结构：霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、
霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。
应用：测量电流、位移、转速、风速、流速、自
动电路。
常用传感器—温度传感器
概念：是指能感受温度并转换成可用输出信号的
SITRANS FM MAG 1100 F电 磁流量传感器是 特地为食品、饮 料和制药工业而 设计的，配置各 种卫生型快速接 头。
公司产品介绍—西门子工业业务
西门子 SITRANS P ZD 系列压力测量仪表可 配置的压力变送器， 测量气体、液体和蒸 汽的表压和绝压。带 数字显示，量程比10 ︰1，数字显示与过程 连接的可选经向或轴 向两种方式。
传感器原理及应用教程PPT课件
第20页/共47页
第21页/共47页
3．线性度(Linearity) 传感器的输出输入关系或多或少地存在非线性。在不考虑迟滞、蠕变、不稳定性等因素 的情况下，其静态特性可用下列多项式代数方程表示：
式中：y—输出量； x—输入量； a0—零点输出； a1—理论灵敏度； a2、a3、 … 、 an—非线性项系数。
第10页/共47页
♦测量仪器一般由信号检测器件和信号处理两部分组成。 这种能感应被测量的变化并将其转换为其他物理量变化 的器件就是传感器。
广义传感器
输入匹配 被测信号 检测器件
第11页/共47页
放大变换
输出 信号处理
• 传感器定义有以下含义 ①它能完成检测任务，是由敏感元件和转换元件构成
检测装置； ②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化
3．二阶传感器动态特性指标
第4页/共47页
工 业 生 产
第5页/共47页
智能建筑
提高操作者 工作效率
提高楼宇内 部舒适程度
提供高效的 设备管理手 段
缩短投控软件
第6页/共47页
航空航天宇宙飞船 飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、气压、磁场、振动测量；“阿波罗 10”飞船对3295个参数进行检测，其中： 温度传感器559个 压力传感器140个 信号传感器501个 遥控传感器142个 整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体
2.2.1 传感器的静态特性与主要性能指标
y = a0 + a1x + a2x2 + a3x3 +…+ anxn
式中：a0—输入量x为零时的输出量; a1, a2, …, an——非线性项系数。
第18页/共47页
1．测量范围和量程 传感器所能测量到的最小被测量（输入）xmin与最大被测量（输入）xmax之间的范围 称为传感器的测量范围（measuring range）,表示为YFS或（xmin，xmax） 。 传感器测量范围的上限值与下限值之差xmax－xmin称为量程（span）。例如一温度传 感器的测量范围是-30～+120℃,那么该传感器的量程为150 ℃。
第21页/共47页
3．线性度(Linearity) 传感器的输出输入关系或多或少地存在非线性。在不考虑迟滞、蠕变、不稳定性等因素 的情况下，其静态特性可用下列多项式代数方程表示：
式中：y—输出量； x—输入量； a0—零点输出； a1—理论灵敏度； a2、a3、 … 、 an—非线性项系数。
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♦测量仪器一般由信号检测器件和信号处理两部分组成。 这种能感应被测量的变化并将其转换为其他物理量变化 的器件就是传感器。
广义传感器
输入匹配 被测信号 检测器件
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放大变换
输出 信号处理
• 传感器定义有以下含义 ①它能完成检测任务，是由敏感元件和转换元件构成
检测装置； ②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化
3．二阶传感器动态特性指标
第4页/共47页
工 业 生 产
第5页/共47页
智能建筑
提高操作者 工作效率
提高楼宇内 部舒适程度
提供高效的 设备管理手 段
缩短投控软件
第6页/共47页
航空航天宇宙飞船 飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、气压、磁场、振动测量；“阿波罗 10”飞船对3295个参数进行检测，其中： 温度传感器559个 压力传感器140个 信号传感器501个 遥控传感器142个 整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体
2.2.1 传感器的静态特性与主要性能指标
y = a0 + a1x + a2x2 + a3x3 +…+ anxn
式中：a0—输入量x为零时的输出量; a1, a2, …, an——非线性项系数。
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1．测量范围和量程 传感器所能测量到的最小被测量（输入）xmin与最大被测量（输入）xmax之间的范围 称为传感器的测量范围（measuring range）,表示为YFS或（xmin，xmax） 。 传感器测量范围的上限值与下限值之差xmax－xmin称为量程（span）。例如一温度传 感器的测量范围是-30～+120℃,那么该传感器的量程为150 ℃。
HRM+O sensor心率测量和血氧测量传感器原理 PPT
水对光的吸收状况
光電法測試心率的比较
“光电容积脉搏波描记法（photoplethysmography PPG）”的英文单词读起来难，但 原理却简单：将LED光线照射在皮肤上，再检测有多少光线传输或反射回光电二极管， 检测特定时间手腕处流通的血液量，以此法得到压力脉冲导致的血流量变化的数据， 算出心率。 心脏跳动的一瞬，手腕处流通的血液量增加，吸收更多绿光；而心跳间隙，吸收的绿 光就少一些。同理，红外光也是如此。 当处于15摄氏度（59华氏度）以下的低温时，通过测量绿光的吸收状况来获取更为精 准的数据。而高温环境下，比如用户正在健身房里挥汗如雨时，皮肤表面水分增加， 由于更多绿光已经被吸收掉，要检测皮下反射的绿光就比较困难，这时红外光测试比 较准确。
血氧饱和度测量原理
氧合血红蛋白和还原血红蛋白在可见光和红外光频谱范围内，具有不同的光吸 收率。这是测量血氧饱和度的主要原理（依据）。
还原血红蛋白吸收较多的红色频率的光， 吸收较少的红外光。 氧合血红蛋白吸收较少的红色频率的光， 吸收较多的红外光。
血氧饱和度测量示意图
基本测量的原理如下，这是一个手指头，血氧 的含量，饱和度的测量在手指测量是最多的， 也可以在脚趾、耳朵，这是最常见的测量血氧 的地方。原理就是用红光和红外光发射，这两 个要非常将近，保证他们在手指基本上非常接 近的位置，可以保证检测的准确度。
血液在波长660nm附近和900nm附近反射之比(ρ660/900)最敏感地反映出血 氧饱和度的变化，临床一般血氧饱和度仪(如泰嘉电子Taijia饱和度仪、脉 搏血氧仪)也采用该比值作为变量。在光传导的途径上，除动脉血血红蛋 白吸收光外，其他组织（如皮肤、软组织、静脉血和毛细血管血液）也可 吸收光。但入射光经过手指或耳垂时，光可被搏动性血液和其他组织同时 吸收，但两者吸收的光强度是不同的，搏动性动脉血吸收的光强度（AC） 随着动脉压力波的变化而改变。 而其他组织吸收的光强度（DC）不随搏动和时间而改变，由此，就可计算 出在两个波长中的光吸收比率R。R=(AC660/DC660)/(AC940/DC940)。R与 SpO2呈负相关，根据R值，由标准曲线可得出相应的SpO2值。
血氧探头的工作原理
血氧探头的工作原理血氧探头定义血氧探头,全称为血氧饱与度探头(英文SpO2 Sensor/SpO2 Probe),就是指将探头指套固定在病人指端,利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器,使用波长660 nm的红光与940 nm的近红外光作为射入光源,测定通过组织床的光传导强度,来计算血红蛋白浓度及血氧饱与度。
通过SpO2监护,可以得到SpO2、脉率、脉搏波。
应用于各种病人的血氧监护,通常另一端就是接心电监护仪。
血氧饱与度定义血氧饱与度就是指血液中氧气的最大溶解度,血液中氧气结合主要就是靠血红蛋白。
一般情况下不会发生什么改变,但就是如果在一氧化碳含量较高的环境下就会发生变化,造成一氧化碳中毒,也就就是煤气中毒,因为一氧化碳与血红蛋白的亲与性很高,会优先与一氧化碳结合,从而造成血液中氧气含量降低发生危险。
正常人体动脉血的血氧饱与度为98% 、静脉血为75%。
一般认为SpO2正常应不低于94%,在94%以下为供氧不足。
有学者将SpO2<90%定为低氧血症的标准,并认为当SpO2高于70%时准确性可达±2%,SpO2低于70%时则可有误差。
临床上曾对数例病人的SpO2数值,与动脉血氧饱与度数值进行对照,认为SpO2读数可反映病人的呼吸功能,并在一定程度上*脉血氧的变化。
胸外科术后病人除个别病例临床症状与数值不符需作血气分析外,常规应用脉搏血氧饱与度监测,可为临床观察病情变化提供有意义的指标,避免了病人反复采血,也减少护士的工作量,值得推广。
血氧探头工作原理1、功能与原理脉搏血氧饱与度SpO2指的就是血氧含量与血氧容量的百分比值。
SpO2作为一种无创的、反应快速的、安全的、可靠的连续监测指标,已经得到公认。
目前在麻醉、手术以及PACU与ICU中得以广泛使用。
根据氧合血红蛋白(HbO2)与还原血红蛋白(Hb)在红光与红外光区域的光谱特性,可知在红光区(600～700nm)HbO2与Hb的吸收差别很大,血液的光吸收程度与光散射程度极大地依赖于血氧饱与度;而在红外光谱区(800～1000nm),则吸收差别较大,血液的光吸收程度与光散射程度主要与血红蛋白含量有关,所以,HbO2与Hb的含量不同吸收光谱也不同,因此血氧饱与度仪血液导管中的血无论就是动脉血还就是静脉血饱与度仪均能根据HbO2与Hb的含量准确地反映出血氧饱与度。
《传感器教程》课件
03
微型化和智能化传感器的结合 将为物联网、智能家居等领域 提供更加便捷和高效的数据采 集解决方案。
多功能与复合型传感器的研发
多功能传感器将集成多种传感元件，实现多参数、多维度的测量，提高测 量效率和精度。
复合型传感器将结合不同传感原理，实现优势互补，提高传感器的综合性 能。
多功能与复合型传感器的研发将推动传感器在智能制造、机器人等领域的 应用，促进产业升级和转型。
详细描述
电容式传感器利用电容器原理，通过检测电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位 移、液位等。
电容式传感器
总结词
测量范围大
详细描述
电容式传感器的测量范围较大，能够 检测较大的位移和压力等物理量，同 时具有较好的线性度。
电容式传感器
总结词
温度稳定性好
VS
详细描述
电容式传感器通常采用陶瓷或聚四氟乙烯 等材料制作，具有良好的温度稳定性，能 够在较宽的温度范围内工作。
总结词
频率响应高
要点二
详细描述
压电式传感器的频率响应较高，能够在高频振动和冲击等 快速变化的物理量中实现实时检测和反馈控制。
压电式传感器
总结词
耐腐蚀性好
详细描述
压电式传感器通常采用特殊的材料制 作，具有较强的耐腐蚀性，能够在恶 劣的环境条件下工作。
03
传感器的特性参数
线性度
总结词
线性度是衡量传感器输出与输入之间线性关系的参数。
THANKS
监测控制
传感器可以监测设备的运行 状态和环境参数，及时发现 异常情况，实现远程控制和 智能调节。
决策支持
传感器采集的数据可以为决 策者提供科学依据，帮助决 策者做出更加科学、合理的 决策。
血氧饱和度监测原理及使用注意事项ppt课件
血氧饱和度监测原理 及使用注意事项
1
完整版课件
血氧饱和度的定义
血氧饱和度(SpO2)是血液中被氧结合的氧 合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的 血红蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血 氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数 。
监测动脉血氧饱和度可以对肺的氧合和血 红蛋白携氧能力进行估计。
二、指尖皮肤冰冷
术中暴露时间长，引起患者寒战、皮 肤冰冷，导致指端读出的血氧饱和度读 数值偏低或不显示。
应注意肢体保暖，保持室温，必要时 加盖棉被或用热水袋保暖。9Fra bibliotek完整版课件
三、指端皮肤或颜色异常
涂指甲油、指端有污垢、甲床厚、灰 指甲等都会影响血氧饱和度的准确。
监测时应将指甲清洗干净。
10
完整版课件
2
完整版课件
血氧饱和度的检监测原理
➢ 血氧饱和度的测量采用光谱和体积描记原理，发 光二极管发射两种特定波长的光，660nm和940nm， 选择性的被氧和血红蛋白以及去氧血红蛋白吸收。
3
完整版课件
➢ 测量方法是采用指套式光电传感器，测量时，只需将传感 器套在人手指上，利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器， 使用这两个波长的近红外光作为射入光源，测定通过组织 床的光传导强度，来计算血红蛋白浓度及血氧饱和度，仪 器即可显示人体血氧饱和度，为临床提供了一种连续无损 伤血氧测量仪器。
应按时更换、及时清洗氧气管。
14
完整版课件
八、氧气管脱出或受压
氧气管在患者咳嗽后脱出，或者氧气管 在患者翻身后扭曲受压。
应及时固定和检查氧气管位置，保持通 畅。
15
完整版课件
九、机械因素
探头位置不对，探头或导线脱落，机械 故障。
1
完整版课件
血氧饱和度的定义
血氧饱和度(SpO2)是血液中被氧结合的氧 合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的 血红蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血 氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数 。
监测动脉血氧饱和度可以对肺的氧合和血 红蛋白携氧能力进行估计。
二、指尖皮肤冰冷
术中暴露时间长，引起患者寒战、皮 肤冰冷，导致指端读出的血氧饱和度读 数值偏低或不显示。
应注意肢体保暖，保持室温，必要时 加盖棉被或用热水袋保暖。9Fra bibliotek完整版课件
三、指端皮肤或颜色异常
涂指甲油、指端有污垢、甲床厚、灰 指甲等都会影响血氧饱和度的准确。
监测时应将指甲清洗干净。
10
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2
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血氧饱和度的检监测原理
➢ 血氧饱和度的测量采用光谱和体积描记原理，发 光二极管发射两种特定波长的光，660nm和940nm， 选择性的被氧和血红蛋白以及去氧血红蛋白吸收。
3
完整版课件
➢ 测量方法是采用指套式光电传感器，测量时，只需将传感 器套在人手指上，利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器， 使用这两个波长的近红外光作为射入光源，测定通过组织 床的光传导强度，来计算血红蛋白浓度及血氧饱和度，仪 器即可显示人体血氧饱和度，为临床提供了一种连续无损 伤血氧测量仪器。
应按时更换、及时清洗氧气管。
14
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八、氧气管脱出或受压
氧气管在患者咳嗽后脱出，或者氧气管 在患者翻身后扭曲受压。
应及时固定和检查氧气管位置，保持通 畅。
15
完整版课件
九、机械因素
探头位置不对，探头或导线脱落，机械 故障。
传感器及其工作原理 PPT课件 课件3 人教课标版
•
54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。
•
55、不积小流无以成江海，不积跬步无以至千里。
•
56、远大抱负始于高中，辉煌人生起于今日。
•
57、理想的路总是为有信心的人预备着。
•
58、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。
•
59、世上除了生死，都是小事。从今天开始，每天微笑吧。
•
60、一勤天下无难事，一懒天下皆难事。
•
30、经验是由痛苦中粹取出来的。
•
31、绳锯木断，水滴石穿。
•
32、肯承认错误则错已改了一半。
•
33、快乐不是因为拥有的多而是计较的少。
•
34、好方法事半功倍，好习惯受益终身。
•
35、生命可以不轰轰烈烈，但应掷地有声。
•
36、每临大事，心必静心，静则神明，豁然冰释。
•
37、别人认识你是你的面容和躯体，人们定义你是你的头脑和心灵。
右图是一个温度传感器的原理示意图, Rt是一个热敏电阻器。试说明传感器是 如何把温度值转变为电信号的。
思考方向：1、两电阻采取什么
连接方式？ 2、转变的电信号应该是哪个
Rt
电学量？
3、电压表测的是哪个电阻的电压？
R
V
温度升高或降低导致Rt阻值发生 变化，使电路中电流也发生变化，导致R上 的电压也发生改变，因此电压表读数将会发生变化， 从而就将温度的化转变为电信号。
•
44、仁慈是一种聋子能听到、哑巴能了解的语言。
•
45、不可能！只存在于蠢人的字典里。
•
46、在浩瀚的宇宙里，每天都只是一瞬，活在今天，忘掉昨天。
•
47、小事成就大事，细节成就完美。
传感器及其工作原理 1 ppt课件
飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、气压、磁场、
振动测量；“阿波罗10”飞船对3295个参数进行检测，其
中：
温度传感器559个
压力传感器140个
信号传感器501个
遥控传感器142个
2专020家/11/2说4 ：整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体 6
什 么
干簧管
是
传
感
器
？
防盗报警器
2020/11/24
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
A
2020/11/24
信号
R1 处理
R2
系统
21
2、热敏电阻
特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_减__小__，
2具020有/11/2负4 温度系数
22
金属热电阻
铂电阻
2020/11/24
23
2020/11/24
24
例2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三
2020/11/24
9
干簧 管
一种防盗门报警电路
2020/11/24
10
人获取外界信息
视觉 嗅觉
机械自动化设备获取外界信息
光传感器 湿度传感器 气体传感器
听觉
声音传感器
味觉
味传感器
2020/11/24
触觉
温度传感器 压力传感器
11
1.传感器的定义：
物理信息 化学信息 生物信息
敏感元件 转换电路
4、传感器常用的敏感元件
传
1、光敏电阻
感
器
常
用
的
敏
感
元
件
特性：光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小 也随着改变。一般会随着光照强度的增大而电阻值减小。
第一章第4课 检测人体心率情况——心率传感器及其应用 课件ppt(课件ppt)
电冰箱、电饭煲中的温度传感器 空调中的温度和湿度传感器
煤气灶中的煤气泄漏传感器
照相机中的光传感器 ……
新知讲解
想一想： 心率是什么？心率异常变化会对人体造成什么危 害呢？平时我们如何才能及时关注到心率变化，并尽 早进行相应的治疗呢？
新知讲解
一、什么是心率
心率是指正常人安静状态下每分钟心跳的次数，也叫 安静心率。
新知讲解
一、什么是心率
标 号
名称
① GND
② VCC
①GND ②VCC ③SIG
③ SIG
模式 D 开关
“D”
图1-4-1 心率传感器
模式
A 开关 “A”
功能描述
接线或其他说明
电源输入负极
电源输入正极
模拟电压输出 端
接杜邦线，连接传感器扩展板任意一个GND（G）
接杜邦线，连接传感器扩展板任意一个VCC（V）
检测人体心率情况
信息技术粤教版 九年级上
新知导入
同学们，你们听说过心率传感器吗？在日常生活中，你 们见到过哪些传感器呢？ 心率传感器对于预防疾病有什么 作用呢？
本节课我们将通过实验探究传感器的原理及其应用，学 习如何探究人体心率，成为关爱自己和他人的健康使者。
新知讲解
生活常识知多少？ ——日常生活中使用着的传感器
二、调试心率传感器
新知讲解
安装与使用库文件：
Arduino拥有自己的库管 理器，每一款传感器都需 要调用相应的库文件以实 现程序预定的功能。添加 心率传感器的库文件方法 如下： 1. 将心率传感器库文件解 压后复制到Arduino IDE的 libraries文件夹中，如右 图所示。
新知讲解
安装与使用库文件： 2. 按右图所示：在 Arduino IDE中打开示例 中心率传感器相应的程 序。
《医用传感器》课件
体内健康监测传感器
植入人体用于监测患者的生理状态和疾病 进展。
心率和压监测传感器的原理和应用
1
原理
通过传感器测量患者的心率和血压
应用
2
数据。
用于心血管疾病的监测、预防和治
疗。
3
优势
提供可靠的数据，帮助医生制定个 性化的治疗方案。
呼吸和睡眠监测传感器的原理和应用
1
应用
2
用于呼吸和睡眠障碍的诊断和治疗。
3
原理
通过传感器监测患者的呼吸和睡眠 参数。
优势
提供全面的睡眠和呼吸数据，帮助 医生定位问题并提供有效的治疗方 案。
实时监测传感器的原理和应用
1
原理
通过传感器实时收集患者的生理数据。
2
应用
用于心脏病、糖尿病等慢性疾病的监测和管理。
3
优势
提供即时的数据反馈，帮助患者和医生及时调整治疗方案。
医用传感器的制造技术
医用传感器的作用和意义在于提供实时、准确和非侵入性的数据，帮助医疗 人员进行疾病监测、诊断和治疗方案的制定，改善患者的生活质量。
医用传感器的分类
生物传感器
用于检测和监测生物体内的生理参数，如 血压、心率等。
无创血糖检测传感器
用于检测患者血糖水平，减少疼痛和感染 的风险。
医学成像传感器
用于产生医学影像和图像，如X射线、MRI 等。
医用传感器的制造技术包括微电子技术、MEMS技术和纳米材料技术等，用于 制造微小、高精度和低功耗的传感器芯片。
医用传感器的市场状况和趋势
医用传感器市场正在快速增长，预计未来几年将继续保持高速增长。趋势包括更小、更便携、更 智能的传感器产品。
医用传感器的优势和局限性
植入人体用于监测患者的生理状态和疾病 进展。
心率和压监测传感器的原理和应用
1
原理
通过传感器测量患者的心率和血压
应用
2
数据。
用于心血管疾病的监测、预防和治
疗。
3
优势
提供可靠的数据，帮助医生制定个 性化的治疗方案。
呼吸和睡眠监测传感器的原理和应用
1
应用
2
用于呼吸和睡眠障碍的诊断和治疗。
3
原理
通过传感器监测患者的呼吸和睡眠 参数。
优势
提供全面的睡眠和呼吸数据，帮助 医生定位问题并提供有效的治疗方 案。
实时监测传感器的原理和应用
1
原理
通过传感器实时收集患者的生理数据。
2
应用
用于心脏病、糖尿病等慢性疾病的监测和管理。
3
优势
提供即时的数据反馈，帮助患者和医生及时调整治疗方案。
医用传感器的制造技术
医用传感器的作用和意义在于提供实时、准确和非侵入性的数据，帮助医疗 人员进行疾病监测、诊断和治疗方案的制定，改善患者的生活质量。
医用传感器的分类
生物传感器
用于检测和监测生物体内的生理参数，如 血压、心率等。
无创血糖检测传感器
用于检测患者血糖水平，减少疼痛和感染 的风险。
医学成像传感器
用于产生医学影像和图像，如X射线、MRI 等。
医用传感器的制造技术包括微电子技术、MEMS技术和纳米材料技术等，用于 制造微小、高精度和低功耗的传感器芯片。
医用传感器的市场状况和趋势
医用传感器市场正在快速增长，预计未来几年将继续保持高速增长。趋势包括更小、更便携、更 智能的传感器产品。
医用传感器的优势和局限性
HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感器原理ppt课件
这里讲测量点主要包括手 指、脚趾和耳垂，我们讲 是工作模式，发光体在这 边，光电转换是另外一边， 是穿透的。
整理ppt
12
血氧饱和度测量示意图
整理ppt
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血氧饱和度测量波形
整理ppt
14
悸、胸闷、心前区不适，应及早进行详细检查，以便针对病因进行治疗。
整理ppt
1
心率測量的方法一
心动电流测量法（心率胸带）
人体每次心跳都会产生心动电流，无线心率胸带就是这样一种可以感应心动电流的仪 器。感应器的极片位于胸带前方两侧，使用者带上胸带后，胸带内的极片采集锻炼者 的心动电流波动幅度，再通过无线传输技术发送给心率表转化为便于观察的心跳BPM 数值。其原理和心电图测量原理一致。 这种测量心率方法的另外一个优点是可以在运 动中持续测量心率。缺點就是佩戴不方便。
绿光光电测量法是由两个绿色波长的发光LED 和一个光敏传感器组成，位于心率表的 背部。 其原理是基于手臂血管中的血液在脉动的时候会发生密度改变而引起透光率的 变化。发光LED 发出绿色波长的光波，光敏传感器可以接受手臂皮肤的反射光并感测 光场强度的变化并换算成心率。
整理ppt
3
血液與心臟跳動的關係
每个心率周期（cardiac cycle） 里，心脏跳动着将血液输送 到心脏外围。虽然压力脉冲 （pressure pulse）在触及皮 肤的瞬间速度有所减缓，但 足以使皮下组织的动脉和小 动脉扩张。
整理ppt
4
水对光的吸收状况
整理ppt
5
光電法測試心率的比较
“光电容积脉搏波描记法（photoplethysmography PPG）”的英文单词读起来难，但 原理却简单：将LED光线照射在皮肤上，再检测有多少光线传输或反射回光电二极管， 检测特定时间手腕处流通的血液量，以此法得到压力脉冲导致的血流量变化的数据， 算出心率。 心脏跳动的一瞬，手腕处流通的血液量增加，吸收更多绿光；而心跳间隙，吸收的绿 光就少一些。同理，红外光也是如此。 当处于15摄氏度（59华氏度）以下的低温时，通过测量绿光的吸收状况来获取更为精 准的数据。而高温环境下，比如用户正在健身房里挥汗如雨时，皮肤表面水分增加， 由于更多绿光已经被吸收掉，要检测皮下反射的绿光就比较困难，这时红外光测试比 较准确。
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血氧饱和度测量示意图
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血氧饱和度测量波形
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悸、胸闷、心前区不适，应及早进行详细检查，以便针对病因进行治疗。
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心率測量的方法一
心动电流测量法（心率胸带）
人体每次心跳都会产生心动电流，无线心率胸带就是这样一种可以感应心动电流的仪 器。感应器的极片位于胸带前方两侧，使用者带上胸带后，胸带内的极片采集锻炼者 的心动电流波动幅度，再通过无线传输技术发送给心率表转化为便于观察的心跳BPM 数值。其原理和心电图测量原理一致。 这种测量心率方法的另外一个优点是可以在运 动中持续测量心率。缺點就是佩戴不方便。
绿光光电测量法是由两个绿色波长的发光LED 和一个光敏传感器组成，位于心率表的 背部。 其原理是基于手臂血管中的血液在脉动的时候会发生密度改变而引起透光率的 变化。发光LED 发出绿色波长的光波，光敏传感器可以接受手臂皮肤的反射光并感测 光场强度的变化并换算成心率。
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3
血液與心臟跳動的關係
每个心率周期（cardiac cycle） 里，心脏跳动着将血液输送 到心脏外围。虽然压力脉冲 （pressure pulse）在触及皮 肤的瞬间速度有所减缓，但 足以使皮下组织的动脉和小 动脉扩张。
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4
水对光的吸收状况
整理ppt
5
光電法測試心率的比较
“光电容积脉搏波描记法（photoplethysmography PPG）”的英文单词读起来难，但 原理却简单：将LED光线照射在皮肤上，再检测有多少光线传输或反射回光电二极管， 检测特定时间手腕处流通的血液量，以此法得到压力脉冲导致的血流量变化的数据， 算出心率。 心脏跳动的一瞬，手腕处流通的血液量增加，吸收更多绿光；而心跳间隙，吸收的绿 光就少一些。同理，红外光也是如此。 当处于15摄氏度（59华氏度）以下的低温时，通过测量绿光的吸收状况来获取更为精 准的数据。而高温环境下，比如用户正在健身房里挥汗如雨时，皮肤表面水分增加， 由于更多绿光已经被吸收掉，要检测皮下反射的绿光就比较困难，这时红外光测试比 较准确。
传感器及其工作原理讲解 ppt课件
自动门
自动干手机
自动检测与自动控制系统 在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，
生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通 常建立24小时在线监测系统。
石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和 泄露检测。
雷达测速仪
酒精含量测试仪
电子秤
红外耳温计
汽车与传感器
高级轿车需要用传感器对温度、压力、位置、距离、 转速、加速度、湿度、电磁、光电、振动等进行实时准 确的测量，一般需要30～1 00种传感器。
原理：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化， 相互吸引而接通，干簧管能起到开关的作用
干簧管的构成
防盗报警器
干簧管的应用
应用对象 电梯 电话
微波炉 冰箱 煤气表 汽车
功能
选层控制 折叠式手机的开关 有线电话听筒拿离时的开关控制 炉门的开关控制 门的开关控制 流量控制 安全气囊的开关控制 天窗/车窗 开关控制 安全带的扣妥/松拖警示
光电传感器: 光电传感器中的主要部 件是光敏电阻或光电管。光敏电阻利 用阻值随光照强度的变化而变化的原 理制成的。如自动冲水机、路灯的控 制、光电计数器、烟雾报警器等都是 利用了光电传感器的原理。
传感器应用实例
一、力传感器的应用——电子秤
（1）电子秤用的测力装置是什么？它由什么元件组成？ （2）简述力传感器的工作原理。 （3）应变片能够把什么量转化为什么电量？
CO2、光照度、土壤养分等参数的测量。信息获取技术还在农田
和果园生产、农业生物学研究、农药残留量检测等方面得到了广
泛的应用。
航空航天宇宙飞船
飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、气压、磁场、
振动测量；“阿波罗10”飞船对3295个参数进行检测，其
《传感器测量原理》课件
详细描述
电容式传感器利用电容器电容值的变化来检测物理量，如压力、位移、液位等。其工作原理基于电容器电容的计 算公式，通过测量电容值的变化来推算出被测量的值。常见的电容式传感器有平行板电容传感器和圆柱形电容传 感器等。
电感式传感器
总结词
通过测量电感值变化来检测物理量的传感器。
详细描述
电感式传感器利用线圈电感值的变化来检测物理量，如位移、压力、角度等。其工作原理基于电磁感 应定律，通过测量电感值的变化来推算出被测量的值。常见的电感式传感器有差分变压器、电涡流传 感器和自感传感器等。
传感器在工业自动化领域的应用 广泛，主要用于生产过程的控制 和监测，提高生产效率和产品质
量。
详细描述
传感器可以检测温度、压力、流 量、液位等参数，实时监测生产 设备的运行状态，及时发现异常 并进行预警，提高生产过程的稳
定性和可靠性。
总结词
传感器在环境监测领域的应用重 要，主要用于监测空气质量、水 质、噪声等环境参数，保障人民
实践案例有助于深入理 解校准过程与实际应用
压力传感器校准
使用标准压力源对压力 传感器进行校准，评估 其测量准确性和稳定性
。
温度传感器校准
将温度传感器置于标准 温箱中，比较实际温度 与传感器测量值的差异
。
光学传感器校准
通过标准光源和光束对 光学传感器进行校准， 确保测量数据的可靠性
。
06
实验与实践环节
详细描述
磁电式传感器利用磁场和导磁材料之间的相 互作用，将磁场变化转换为电信号。其工作 原理基于法拉第电磁感应定律，当磁场发生 变化时，会在导磁材料中产生感应电动势， 从而输出电信号。常见的磁电式传感器有感 应式速度传感器和磁阻传感器等。
电容式传感器利用电容器电容值的变化来检测物理量，如压力、位移、液位等。其工作原理基于电容器电容的计 算公式，通过测量电容值的变化来推算出被测量的值。常见的电容式传感器有平行板电容传感器和圆柱形电容传 感器等。
电感式传感器
总结词
通过测量电感值变化来检测物理量的传感器。
详细描述
电感式传感器利用线圈电感值的变化来检测物理量，如位移、压力、角度等。其工作原理基于电磁感 应定律，通过测量电感值的变化来推算出被测量的值。常见的电感式传感器有差分变压器、电涡流传 感器和自感传感器等。
传感器在工业自动化领域的应用 广泛，主要用于生产过程的控制 和监测，提高生产效率和产品质
量。
详细描述
传感器可以检测温度、压力、流 量、液位等参数，实时监测生产 设备的运行状态，及时发现异常 并进行预警，提高生产过程的稳
定性和可靠性。
总结词
传感器在环境监测领域的应用重 要，主要用于监测空气质量、水 质、噪声等环境参数，保障人民
实践案例有助于深入理 解校准过程与实际应用
压力传感器校准
使用标准压力源对压力 传感器进行校准，评估 其测量准确性和稳定性
。
温度传感器校准
将温度传感器置于标准 温箱中，比较实际温度 与传感器测量值的差异
。
光学传感器校准
通过标准光源和光束对 光学传感器进行校准， 确保测量数据的可靠性
。
06
实验与实践环节
详细描述
磁电式传感器利用磁场和导磁材料之间的相 互作用，将磁场变化转换为电信号。其工作 原理基于法拉第电磁感应定律，当磁场发生 变化时，会在导磁材料中产生感应电动势， 从而输出电信号。常见的磁电式传感器有感 应式速度传感器和磁阻传感器等。
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HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感 器原理
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光电容积脉搏波描记法（PPG） 波形與靜脈波形比較。
PPG
靜脉 血压
HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感 器原理
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血氧饱和度测量（ Pulse Oximeter (OX) ）
人类需要在整个身体内保持连续的氧气供应才能维持生命。 这个功能呢有血液中的红细胞完成。 脉搏血氧仪采用无创式技术测量血液中的 含氧量。
HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感 器原理
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光電法測試心率的比较
“光电容积脉搏波描记法（photoplethysmography PPG）”的英文单词读起来难，但 原理却简单：将LED光线照射在皮肤上，再检测有多少光线传输或反射回光电二极管， 检测特定时间手腕处流通的血液量，以此法得到压力脉冲导致的血流量变化的数据， 算出心率。
3
血液與心臟跳動的關係
每个心率周期（cardiac cycle） 里，心脏跳动着将血液输送 到心脏外围。虽然压力脉冲 （pressure pulse）在触及皮 肤的瞬间速度有所减缓，但 足以使皮下组织的动脉和小 动脉扩张。
HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感 器原理
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水对光的吸收状况
绿光光电测量法是由两个绿色波长的发光LED 和一个光敏传感器组成，位于心率表的 背部。 其原理是基于手臂血管中的血液在脉动的时候会发生密度改变而引起透光率的 变化。发光LED 发出绿色波长的光波，光敏传感器可以接受手臂皮肤的反射光并感测 光场强度的变化并换算成心率。
HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感 器原理
如心率低于40次/分，应考虑有房室传导阻滞。
心率过快超过160次/分，或低于40次/分，大多见于心脏病病人，病人常有心
悸、胸闷、心前区不适，应HRM及+O早X se进nso行r心详率测细量检和血查氧，测量以传便感 针对病因进行治疗。
器原理
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心率測量的方法一
心动电流测量法（心率胸带）
人体每次心跳都会产生心动电流，无线心率胸带就是这样一种可以感应心动电流的仪 器。感应器的极片位于胸带前方两侧，使用者带上胸带后，胸带内的极片采集锻炼者 的心动电流波动幅度，再通过无线传输技术发送给心率表转化为便于观察的心跳BPM 数值。其原理和心电图测量原理一致。 这种测量心率方法的另外一个优点是可以在运 动中持续测量心率。缺點就是佩戴不方便。
HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感 器原理
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心率測量的方法二
光电透射测量法（腕式/手錶等）
紅外光光电测量法是利用血管内血液血红蛋白的吸光度的变化来测量脉搏。 手表装有红外发射光束回路和接收反射回路。这种方法测量心率优点是非常简便无需 胸带，但是由于信号极为微弱而非常容易受到外界干扰而造成测量数据不准确 而且一 般需要安静的状态下测量，不适合运动中持续测量心率。
Apple Watch同时有绿光模式和红外光模式两种测试模式，綠光模式實時測量，紅外光 模式大概10分鐘測測一次， LED光每秒闪动数百次，计算出每分钟的平均心跳次数。
HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感 器原理
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光电容积脉搏波描记法（PPG） 波形與心電圖波形比較。
PPG
动脉 血压
心电图
成人每分钟心率超过100次（一般不超过160次/分）或婴幼儿超过150次/ 分者，称为窦性心动过速。常见于正常人运动、兴奋、激动、吸烟、饮酒 和喝浓茶后。也可见于发热、休克、贫血、甲亢、心力衰竭及应用阿托品、 肾上腺素、麻黄素等。
如果心率在 160～220次/分，常称为阵发性心动过速。
心率低于60次/分者（一般在40次/分以上），称为窦性心动过缓。可见于长期 从事重体力劳动和运动员；病理性的见于甲状腺机能低下、颅内压增高、阻塞 性黄疸、以及洋地黄、奎尼丁或心得安类药物过量或中毒。
这两种光的波长是660nm和940nm。通过对人体生理波形的分析可以知道， 人体的脉搏次数在30~250次/分钟，对应的频率是0.5~4.1HZ。 传感器采用发光二极管LED作为光源,以光电二极管作为光检测器件。采用 脉冲驱动，好处是两路光源可以交替发亮，检测电路可以采用对两路光响 应电平一致的光敏元件接收。
心脏跳动的一瞬，手腕处流通的血液量增加，吸收更多绿光；而心跳间隙，吸收的绿 光就少一些。同理，红外光也是如此。 当处于15摄氏度（59华氏度）以下的低温时，通过测量绿光的吸收状况来获取更为精 准的数据。而高温环境下，比如用户正在健身房里挥汗如雨时，皮肤表面水分增加， 由于更多绿光已经被吸收掉，要检测皮下反射的绿光就比较困难，这时红外光测试比 较准确。
脉搏血氧仪测量的对象更准确的叫法是血氧饱和度测量，SpO2. 血氧饱和度用百分比表示，概念如下图所示。
HRM+OX sensor心率测量和血氧测量传感 器原理
9
血氧饱和度测量
通过对脉搏血氧测量原理的研究，人们已经发现只要测量出两种特定波长 的透射光在一个完整的脉搏波中光强度的变化量就可以计算出血氧饱和度。
Heart Rate Monitor(HRM)
心率(Heart Rate)：用来描述心动周期的专业术语，是指心脏每分钟跳动的次
数，以第一声音为准。也就是在一定时间内，表示心脏跳动快慢的意思。
正常心率范围因人而异 健康成人的正常心率为60～100次/分，大多数为60～ 80次/分，女性稍快；3岁以下的小儿正常心率在100次/分以上；老年人偏慢。
血液在波长660nm附近和900nm附近反射之比(ρ660/900)最敏感地反映出血 氧饱和度的变化，临床一般血氧饱和度仪(如泰嘉电子Taijia饱和度仪、脉 搏血氧仪)也采用该比值作为变量。在光传导的途径上，除动脉血血红蛋 白吸收光外，其他组织（如皮肤、软组织、静脉血和毛细血管血液）也可 吸收光。但入射光经过手指或耳垂时，光可被搏动性血液和其他组织同时 吸收，但两者吸收的光强度是不同的，搏动性动脉血吸收的光强度（AC） 随着动脉压力波的变化而改变。 而其他组织吸收的光强度（DC）不随搏动和时间而改变，由此，就可计算 出在两个波长中的光吸收比率R。R=(AC660/DC660)/(AC940/DC940)。R与 SpO2呈负相关，根据R值，由标准曲线可得出相应的SpO2值。