理学生物医学传感器原理课件

1、“传感器传感器”在新韦式大词典中定义为在新韦式大词典中定义为:“从一个系统接受功率，通常以另一种形式从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件将功率送到第二个系统中的器件”。根据这个定义，传感器的作用是将一种能根据这个定义，传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式，所以不少学者量转换成另一种能量形式，所以不少学者也用也用“换能器换能器Transducer”来称谓来称谓“传感传感器器Sensor”。信号调节信号调节转换电路转换电路敏感元件敏感元件转换元件转换元件辅助电路辅助电路被测信息被测信息按照国家标准对传感器的定义，传感器包括：按照国家标准对传感器的定义，传感器包括

2、：输出输出电信号电信号生理参数利用生物活性物质选择性识别来测定生化物质利用材料的物理变化物理传感器非电学量参数机体的各种生物电（心电、脑电、肌电、神经元放电等）生物电电极电学量参数利用化学反应原理，把化学成分、浓度转换成电信号化学传感器物理传感器电阻式传感器电容式传感器电感式传感器压阻（效应）传感器压电（效应）传感器光电（效应）传感器霍尔（效应）传感器xaxaxaayn210l分辨力分辨力是表述传感器可能检测出被测信号最小变化的是表述传感器可能检测出被测信号最小变化的能力。能力。l零点漂移零点漂移指传感器无输入时，输出值随时间而偏移，指传感器无输入时，输出值随时间而偏移，偏移零值的偏移量。偏移

3、零值的偏移量。l温度漂移温度漂移表示温度变化时，传感器输出值的漂离程度，表示温度变化时，传感器输出值的漂离程度，通常以温度变化通常以温度变化1时，输出最大偏差与满量程值之比时，输出最大偏差与满量程值之比表示。表示。第二节第二节 细胞生物电现象细胞生物电现象生物电现象：生命活动中表现的电现象。生物电现象：生命活动中表现的电现象。心脏心脏 心电图心电图脑脑 生物电总和生物电总和 脑电图脑电图骨骼肌骨骼肌 肌电图肌电图胃肠平滑肌胃肠平滑肌 胃肠电图胃肠电图逆浓度差把细胞内逆浓度差把细胞内NaNa+ +移出膜外，移出膜外，K K+ +入膜内。使细胞内入膜内。使细胞内KK+ + 为细胞外液中的为细胞外液

4、中的3030倍，而细胞外液中倍，而细胞外液中NaNa+ + 为胞浆中的为胞浆中的1212倍，保持倍，保持NaNa+ +、K K+ +在细胞膜内外不均衡分布。在细胞膜内外不均衡分布。-机体外机体内电极电极电极在生物体内离子导电极在生物体内离子导电和金属的电子导电体电和金属的电子导电体系之间形成一个电化学系之间形成一个电化学界面，能实现离子流与界面，能实现离子流与电子流的互相转换，从电子流的互相转换，从而使生物体和测量仪器而使生物体和测量仪器间构成了电流回路。间构成了电流回路。ZnCuSO4生物电电极生物电电极宏电极宏电极微电极微电极体表电极体表电极体内电极体内电极金属微电极金属微电极玻璃微电极玻

5、璃微电极皮肤的角质层虽然极薄（约皮肤的角质层虽然极薄（约40m），但具有很高的电阻），但具有很高的电阻率。一般在电极表面涂上一层率。一般在电极表面涂上一层含有含有Cl-离子的导电膏，以保离子的导电膏，以保持良好接触，并且在此之前用持良好接触，并且在此之前用砂纸摩擦去除部分皮肤角质层，砂纸摩擦去除部分皮肤角质层，可以显著减小表皮电阻。可以显著减小表皮电阻。当电极相对于电当电极相对于电解液运动时，使解液运动时，使界面处电荷分布界面处电荷分布打乱，会产生运打乱，会产生运动伪迹。动伪迹。针电极一般用不针电极一般用不锈钢材料制成，锈钢材料制成，常用于肌电的测常用于肌电的测量，效果较体表量，效果较体表电极大电极大57倍。倍。丝