心率传感器的工作原理
传统的脉搏测量方法主要有三种：
一是从心电信号中提取；
二是从测量血压时压力传感器测到的波动来计算脉率；
三是光电容积法。
前两种方法为提取信号都需限制病人的活动，如果长时间使用会增加病人生理和心理上的不舒适感。而光电容积法脉搏测量则是监护测量中最普遍的方法之一，其具有方法简单、佩戴方便、可靠性高等特点。
光电容积法的基本工作原理是利用人体组织在血管搏动时所造成的透光率的不同来进行脉搏测量。其使用的传感器由光源和光电变换器所组成，通过绑带或夹子固定在病人的手指或耳垂上。光源一般使用对动脉血中氧和血红蛋白有一定选择性的波长（500nm~700nm）发光二极管。当光束透过人体外周血管时，由于动脉搏动使充血容积产生变化，从而导致光束的透光率发生改变。此时，由光电变换器来接收经人体组织反射的光线，可将其转变为电信号并对其进行放大和输出。由于脉搏是随心脏的搏动而周期性变化的信号，动脉血管容积也呈周期性变化，因此光电变换器的信号变化周期就是脉搏率。
根据实验结果，560nm左右的波长可以反映皮肤浅部微动脉信息，适于提取脉搏信号。，故该传感器采用了峰值波长为 515nm 的绿光 LED，型号为 AM2520，而光接收器采用了 APDS-9008，这是一款环境光感受器，感受峰值波长为 565nm，两者的峰值波长相近，灵敏度较高。此外，由于脉搏信号的频带一般在 0.05~200Hz 之间，信号幅度均很小，一般在毫伏级水平，容易受到各种信号干扰。在传感器后面使用了低通滤波器和由运放 MCP6001 构成的放大器，将信号放大了330 倍，同时采用分压电阻设置直流偏置电压为电源电压的 1/2，使放大后的信号可以很好地被单片机的 AD 采集到。 |
楼主
标题置顶
标题高亮
