压力传感器测量脉搏

实验目的

了解压力晶体的基本性能；

了解计算机采样及处理过程；

了解频谱分析的基本方法。

仪器用具

压电晶体传感器，计算机及模拟/数字（A/D）转换卡，直流电源，直流信号放大器。

实验原理

物理学力学参量——压力的测量是各种测量技术中最常见的一种测量。常见的微小压力测量可使用张丝式压力计、应变式压力计或利用压电晶体的压电效应。本实验采用压电晶体式压力传感器测量脉搏波的波形及脉搏频率。

一、压电效应及压电晶体

某些晶体在受到外力作用而发生形变时，会在晶体的某个晶面上产生极化而带电，这种现象称为压电效应。根据产生压电效应的晶面不同，压电效应可分为横向压电效应和纵向压电效应。压电效应是可逆的，在能够产生压电效应的晶体极化面上加上适当电压可在对应的晶面上产生相应的形变。由形变产生极化的现象称为正压电效应，由给定电压产生形变的现象称为逆压电效应，也称为电致伸缩。一般所称的压电效应指正压电效应。

利用正压电效应可将压力、振动、加速度等非电参量转换为电参量。而利用逆压电效应可将低频电磁振荡转换为声波（超声波、次声波）。在实际测量过程中，压电效应会因为测量回路中电荷的运动而呈现出极化电压随测量过程减小的现象，所以用压电效应测量静态压力会受到很大限制，一般只用于动态信号测量。

压电效应有许多实际应用，本实验是利用正压电效应将人体脉搏的压力信号转换为电信号。压电晶体一面被固定在支撑架上，与其相对应的另一面覆盖一层可活动的隔离膜接收外部的压力信号，在产生压电效应的一对晶面上引出导线作为信号输出端。当隔离膜上有机械压力出现时，我们将在信号输出端得到随所加机械压力的变化而改变的电压信号。

二、A/D转换

压电晶体输出的电信号经电压放大器放大后是随时间连续变化的，幅度一般控制在0～5V。这种在时间和幅度连续变化的信号称为模拟信号。计算机不能直接识别模拟信号，在用

计算机处理模拟信号时需要先将模拟信号转换成为计算机可以识别的数字信号，这个过程称为A/D （模拟/数字）转换。计算机用于A/D 转换的专用器件称为A/D 转换器和A/D 转换卡。A/D 转换器常用参数有：转换精度，转换时间。一般来说，转换精度越高、转换时间越短，得到的信号越精确，但相应转换器的价格也越高。本实验用计算机配有A/D 转换卡，其转换精度为12位（12 bit ），转换时间8 μs ,属于中等精度的A/D 转换器。软件采样间隔为2 ms 。

测量系统原理如图5-1所示，传感器输出端接入直流放大器输入端口，放大器的输出端连接至插入计算机主板的A/D 采集卡，放大器由直流电源供电。

图5-1 测量原理示意图

三、频谱及频谱分析

工程上将幅度大小不随时间变化的电压信号称为直流信号，将幅度大小随时间变化的电压信号称为交流信号。如果以频率为横坐标、以该频率成分的幅度值为纵坐标画出一个信号的幅度-频率关系图，则该曲线称为该信号的频谱曲线，简称频谱。

数学上可以证明：一个复杂的周期性交流信号可以看作是多个简单正弦（或余弦）信号叠加结果。如果用x (t )表示这个周期信号，则这个叠加过程可以表示为

（5-1）

∑∞=++=10)(cos )(n n n t n A

A t x ?ω等号右端称为x (t )的傅里叶级数。其中A 0为信号中不随时间改变的物理参量，即信号的直流分量。A n 、? n （n = 1，2，3，L ，∞ ）是一组常数，A n 表示周期信号中频率为n ω 的正弦（或余弦）成分的幅度大小。（5-1）式中的ω为该信号的基频，一般是该信号的主要成分，而信号中的其它频率成分是这个基频的整数倍，依次分别称为二次谐频、三次谐频、L 。各频率成分的系数（幅度）均可等于零，如果某个频率系数为零则表明信号中不存在该频率成分。信号不同，其频率成分及系数大小也不同，所以通过比较各系数值的大小可以判断不同信号的差异。例如下式表示的周期为T 的方波 ?

??<

????+++π=L t t t U t u ωωω5sin 513sin 31sin 4)(（5-3）其中ω = 2π / T 。

由物理学中的振动合成、分解理论可以知道：复杂信号通过傅里叶变换可以分解成为若干正弦（或余弦）函数的叠加。反过来，如果将上述过程得到的各个频率的正弦（或余弦）

函数重新叠加在一起，我们就可以重新得到原来的信号。叠加所用的频率成分越多，叠加信号的结果也越接近原来的信号，即用若干个不同频率的正弦波可以组成一个波形复杂的周期信号。

工程上将实现上述分解或变换的过程称为频谱分析，即频谱分析是将复杂信号中的各种基本的正弦（或余弦）成分分离出来。得到组合成复杂信号的这些基本成分有助于研究人员进一步了解复杂信号的性质，是现代科学一种常见的技术手段。在医学上各种人体信号的频谱分析可以用来进行不同层次的辅助性诊断。超声诊断、X射线断层扫描等现代诊断技术在不同层次上都使用了频谱分析技术。本实验是用压电晶体传感器采集人体的脉搏信号、通过电子技术和计算机技术对脉搏信号进行频谱分析，使同学在感性上了解传感器的作用和频谱分析的功能。

实验内容

脉搏波的测量及傅里叶分析

检查并接通放大器电源，打开计算机，双击桌面上“压力测量”数据采集图标。

程序正常运行时界面如图5-2所示。点击“开始采集”按扭，左上部图形区描绘出采集到的信号时域图形。轻轻按压压力传感器，曲线将随按压过程上下波动。

传感器用适当压力按压在桡骨远端动脉处（像听诊器一样轻按即可），如果位置及压力合适，在计算机上可以观察到实验者的脉搏波。当信号稳定时，点击“停止采样”按钮停止采集。

按钮“基线调整”作用是将基线调整到适合观察的范围内，如果压力变化曲线不在显示区域内可点击该按钮。

当压力显示区出现完整脉搏图时可点击“停止采样”按钮，然后用鼠标箭头选取分析的区域（由于脉搏不是完全周期性变化，所以选取分析对象时应选取有代表性的一个脉搏周期）。当第二条选取线确定之后，左下部图形区得到数据的傅里叶分析结果。

实验者做剧烈运动后，重复上述测量观察脉搏波及频谱成分的变化。

比较同组两实验者的脉搏信号异同，如条件允许时比较自身锁骨下动脉与远端桡骨动脉的异同（不建议测量他人颈动脉）。

常见信号的分解与重建

对软件提供的正弦波、方波和三角波进行频谱分析。

点击“标准图形”，选取准备处理的图形。

点击“正弦波（方波、三角波）”，点击“选分析周期”即得到分解的结果。

点击“频率增加”或“频率减少”可以观察到频谱随信号的变化。

3.图象存盘

填写文件名及身体状态可将图形信息存储，存储地点一般在D盘根目录下。

参见: 湖南医学院主编. 生理学. 北京: 人民卫生出版社, 1981. 140-143

思考题

本实验所用压力传感器为酒石酸类压电晶体，其结构性质决定它对较高频率的压力信号有较好的灵敏度。你认为用本实验装置是否可以测量静态压力（比如基础血压）？假如不行，你认为使用什么传感器较好？

分析你和其他同学的脉搏频谱，可能出现时域图（采集得到的幅度-时间曲线）上周期一样，而频域（频谱曲线）图上有差别，你认为是什么原因？

用图形分析得到的频谱成分重建原始图形时，如果略去较多的高频部分图形结果会出现怎样的变化？如果略去低频成分呢？

参考文献

姜远海，霍纪文，尹立志主编. 医用传感器. 北京：科学出版社，1997. 89-117

压力传感器分类与简介

将压力转换为电信号输出的传感器。通常把压力测量仪表中的电测式仪表称为压力传感器。压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏感元件（或应变计）组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变，然后由位移敏感元件（见位移传感器）或应变计（见电阻应变计、半导体应变计）转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功能集于一体，如压阻式传感器中的固态压力传感器。压力是生产过程和航天、航空、国防工业中的重要过程参数，不仅需要对它进行快速动态测量，而且还要将测量结果作数字化显示和记录。大型炼油厂、化工厂、发电厂和钢铁厂等的自动化还需要将压力参数远距离传送（见遥测），并要求把压力和其他参数，如温度、流量、粘度等一起转换为数字信号送入计算机。因此压力传感器是极受重视和发展迅速的一种传感器。压力传感器的发展趋势是进一步提高动态响应速度、精度和可靠性以及实现数字化和智能化等。常用压力传感器有电容式压力传感器、变磁阻式压力传感器（见变磁阻式传感器、差动变压器式压力传感器）、霍耳式压力传感器、光纤式压力传感器（见光纤传感器）、谐振式压力传感器等。传感器的基本知识一、传感器的定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。二、传感器的分类目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种：１、按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器２、按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。３、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“１”和"０”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。关于传感器的分类： 1.按被测物理量分：如：力，压力，位移，温度，角度传感器等； 2.按照传感器的工作原理分：如：应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等； 3.按照传感器转换能量的方式分：（1）能量转换型：如：压电式、热电偶、光电式传感器等；（2）能量控制型：如：电阻式、电感式、霍尔式等传感器以及热敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻等； 4.按照传感器工作机理分：（1）结构型：如：电感式、电容式传感器等；（2）物性型：如：压电式、光电式、各种半导体式传感器等； 5.按照传感器输出信号的形式分：（1）模拟式：传感器输出为模拟电压量；（2）数字式：传感器输出为数字量，如：编码器式传感器。三、传感器的静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方

数字脉搏计_实验报告

【设计任务与要求】 1、要求用十进制数显示被测人体脉搏每分钟跳动的次数，测量范围30～160次/min； 2、要求在短时间内（5s、15s）测出脉搏数/每分钟； 3、测量范围要求在±4次/min以内； 4、要求锁定每分钟脉搏数，将测量结果通过数码管出来，共分为显示计数过程，不显示技术过程两种方案； 5、要求采用手动清零、自动清零（自启动）两种方式。【课程方案原理框图】【课程方案】 1、信号发生与采集将脉搏跳动信号传感器转换为与此相对应的电脉冲信号； 2、放大电路把传感器的微弱电流放大，微弱电压放大，采用高输入阻抗的非门进行放大； 3、低通滤波滤除空气中的高频，只让低频脉冲信号通过。对脉搏信号进行采集的时候，空气中交流工频干扰最大，根据有源滤波原理将其滤除。 4、整形电路可用两个非门组成的施密特触发器对放大后的信号进行整形； 5、定时电路用555定时器组成多谐振荡器，达到5s、15s的精确计时； 6、通过计数、译码、显示读出脉搏数，并以十进制数的形式由数码管显示出来。数码管采用共阴数码管。【单元电路设计与参数计算】 1、信号发生与采集：通过陶瓷压电传感器对脉搏进行采样收集。 2、放大与滤波电路：将5mV的正弦信号放大为5V的正弦信号，即差模电压增益为1000。

图示为用LM324设计的同相放大器，其输出信号，Vi 为幅值为5mV 的输入信号。则另：倍。，即正弦信号放大了可得10001000,321,33≈= Ω==Ω=Vi Vo Av K R R M R Vi R R Vo )1 3 1(+=左图为二阶低通滤波器电压增益随频率变化曲线，在f=f o 之后随f 增加，增益急剧下降，从而达到低于f 频率通过的效果

压力传感器-调研报告

一、压力传感器芯体 1、概述陶瓷压力传感器：抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥（闭桥），由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号。 2、技术参数综合误差：包括线性度、迟滞性和重复性。温度漂移：温度漂移指的是因温度变化所导致的输出电压变化，以ppm／oC为单位来表示。温度漂移可用多种方法(斜坡、蝶形电路或逻辑框)来确定，但最常用的方法是逻辑框法，计算公式如下： TC|ppm/oC|=((Vmax-Vmin)*10^6)/((Tmax-Tmin)*Vnom) 由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，因此也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。灵敏度：稳定性：稳定性是指“测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力”。 3、各厂商产品、公司名称：上海全宇机电科技发展有限公司公司简介：全宇公司系中美合资企业，引进美国先进产品设计、生产经验和自动化设备，专业生产经营压力传感器、变送器，温度传感器、变送器，配套仪表和工业自动控制系统等，早期代理德国E+H产品，在以压力传感器为主导产品的经营生产中不断坚持技术创新，提高效率和产品品质。陶瓷压力传感器网址链接：产品介绍： QYP18c是全温度补偿型，保证在使用温度范围内，温度漂移最大不超过±% FS /°

QYP18c-500 - 50125/ QYP18c-1000 - 100200/ QYP18c-2000 - 200400/ 综合精度(线性+ 迟滞性) < ±% FS [端点线性度] 重复性< ±% FS 电气规格: ·最大激励电压30 Vdc ·桥路阻抗11 KW ±30% ·零点偏移￡ ±mV/V ·抗绝缘性> 2 KV ·零点长期稳定性@ 20 °C ±% FSO, typ. (无时间累积性) 环境规格: ·直接接触液体材料Alumina Al2 O3 –96% ·使用温度- 40 up to + 135°C ·储藏温度- 50 up to + 150°C ·温度漂移(零位&灵敏度) ￡ ±% FS / °C [范围2 ~ 100 bar] ￡ ±% FS / °C [范围200 bar] ·相对湿度(1) 0 - 100% ·传感器重量< 7 g 、公司名称：深圳市新世联科技有限公司公司简介：深圳市新世联科技有限公司(Apollo Electronics),是主要面向OEM厂商服务的传感器产品销售和传感器技术支持的公司。 Apollo是以传感仪表和自动控制技术、光电技术、网络与信息技术为主要发展方向的高科技公司，于2000年创立于香港，目前Apollo及其关联公司和业务发展遍及全球各地。在传感和控制产品领域，它为全球驰名的厂商提供中国地区产品销售和技术支持服务，也是目前中国及香港地区较大规模和增长迅速的专业的传感和控制产品供应商。它已具备10年以上传感和控制产品经验，专业技术背景的销售人员提供客户强大的技术支持，它可提供的传感与控制元件产品覆盖面极为广泛，它已成为业界最为优秀的整体传感产品方案配套商。陶瓷压力传感器网址链接：产品介绍：技术参数供电电压：5～30VDC 桥臂电阻：11K±20% 量程范围：1bar～600bar bar 响应时间：<1mS 综合误差（包括：线性，迟滞，～FS% 重复性）零点输出：0±mV/V 满量程输出：～mV/V 温度特性：（温补范围：0～70℃）±%FS/℃稳定性：<%FSO/年工作温度：-40～125℃

脉搏测量仿真实验

实验报告五一、实验目的设计相应的信号调理电路，然后利用通过对脉搏信号进行测量，来进行实时显示测量结果。二、实验内容设计一个脉搏测量仪可实现对人体脉搏信号的测量和显示功能。三、实验环境计算机、MULTISIM仿真软件四、实验方案脉搏测量仪系统总框图，如图1所示。系统由五个部分组成：信号采集单元，信号调理单元，信号整形单元，频率计测量单元，显示单元。信号采集单元主要是选用合适的传感器将脉搏的压力信号转换为电信号，一般传感器输出的电压都在几毫伏左右。信号调理单元主要包括信号的低通滤波，以及实现信号的放大，经过信号调理单元，几毫伏的脉搏信号的电压被放大为4V-5V左右。信号整形单元则将模拟信号转化成数字信号，将脉搏信号转换为同频率的脉冲。频率计测量单元和显示单元由一个数字频率计完成其功能。信号整形单元信号调理单元脉搏采集单元频率计测量显示单元

图1 系统总体框图五、实验步骤 1、数字频率计仿真设计如图所示，当给予方波信号时，频率计开始计数，计数范围取决于上输入信号的频率及选通信号的频率，这里取输入信号频率f=1000Hz，选通信号F=10Hz，相当于在1秒内可计100个脉冲，计数范围可由选通信号的频率和输入的计数信号的频率来决定 2、采集信号放大电路电路由于对于脉搏测量仪，其要求在脉搏信号频率范围内，不失真的放大所采集的微弱信号,因此需要对所采集的信号进行放大；由于脉搏信号的频率在1.33HZ 左右，正常情况下不会出现高于2HZ的信号，因此需要设计一个低通滤波器，用来滤去高频信号；而整形的时是为了将输入的信号变为方波。滤波器的载止频率

压力传感器(大学物理)

一、实验目的 1. 了解应变压力传感器的组成、结构及工作参数。 2. 了解非电量的转换及测量方法——电桥法。 3. 掌握非平衡电桥的测量技术。 4. 掌握应变压力传感器灵敏度及物体重量的测量。 5. 了解多个应变压力传感器的线性组成、调整与定标。二、实验原理压力传感器是把一种非电量转换成电信号的传感器。弹性体在压力(重量)作用下产生形变(应变)，导致(按电桥方式联接)粘贴于弹性体中的应变片，产生电阻变化的过程。压力传感器的主要指标是它的最大载重(压力)、灵敏度、输出输入电阻值、工作电压(激励电压)(VIN)、输出电压(VOUT)范围。压力传感器是由特殊工艺材料制成的弹性体、电阻应变片、温度补偿电路组成；并采用非平衡电桥方式联接，最后密封在弹性体中。弹性体：一般由合金材料冶炼制成，加工成S 型、长条形、圆柱型等。为了产生一定弹性，挖空或部分挖空其内部。电阻应变片：金属导体的电阻R 与其电阻率ρ、长度L 、截面A 的大小有关。 A L R ρ = （1）导体在承受机械形变过程中，电阻率、长度、截面都要发生变化，从而导致其电阻变化。 A A L L R R ?- ?+ ?=?ρ ρ （2）这样就把所承爱的应力转变成应变，进而转换成电阻的变化。因此电阻应变片能将弹性体上应力的变化转换为电阻的变化。电阻应变片的结构：电阻应变片一般由基底片、敏感栅、引线及履盖片用粘合剂粘合而成。电阻应变片的结构如图1所示： 1－敏感栅(金属电阻丝) 2－基底片 3－覆盖层 4－引出线图1 电阻丝应变片结构示意图敏感栅：是感应弹性应变的敏感部分。敏感栅由直径约0.01～0.05毫米高电阻系数的细丝弯曲成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分．敏感栅用粘合剂固定在基底片上。b ×l 称为应变片的使用面积（应变片工作宽度，应变片标距（工作基长）l ），应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示，如3×10平方毫米，350欧姆。基底片：基底将构件上的应变准确地传递到敏感栅上去．因此基底必须做得很薄，一般为0.03～0.06毫米，使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起，另外它还具有良好的绝缘性、抗潮性和耐热性．基底材料有纸、胶膜和玻璃纤维布等。引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接，一般由0.1-0.2毫米低阻镀锡钢丝制成，并与敏感栅两输出端相焊接，覆盖片起保护作用．

压力传感器原理【详解】

压力传感器原理内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一．压力传感器原理一些常用传感器原理及其应用: 1、应变片压力传感器原理与应用力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。

金属电阻应变片的内部结构 1、应变片压力传感器原理如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω?cm2/m） S——导体的截面积（cm2） L——导体的长度（m）我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长

压力传感器原理及应用-称重技术

压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分,由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出,给显示仪表显示压力值,或供控制和报警使用。压力传感器的种类繁多，如压阻式压力传感器、应变式压力传感器、压电式压力传感器、电容式压力传感器、压磁式压力传感器、谐振式压力传感器及差动变压器式压力传感器，光纤压力传感器等。一、压阻式压力传感器固体受力后电阻率发生变化的现象称为压阻效应。压阻式压力传感器是基于半导体材料(单晶硅)的压阻效应原理制成的传感器，就是利用集成电路工艺直接在硅平膜片上按一定晶向制成扩散压敏电阻，当硅膜片受压时，膜片的变形将使扩散电阻的阻值发生变化。压阻式具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 1、压阻式压力传感器基本介绍压阻式传感器有两种类型：一种是利用半导体材料的体电阻做成粘贴式应变片，称为半导体应变片，因此应变片制成的传感器称为半导体应变式传感器，另一种是在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成的扩散电阻，以此扩散电阻的传感器称为扩散型压阻传感器。半导体应变式传感器半导体应变式传感器的结构形式基本上与电阻应变片传感器相同，也是由弹性敏感元件等三部分组成，所不同的是应变片的敏感栅是用半导体材料制成。半导体应变片与金属应变片相比，最突出的优点是它的体积小而灵敏高。它的灵敏系数比后者要大几十倍甚至上百倍，输出信号有时不必放大即可直接进行测量记录。此外，半导体应变片横向效应非常小，蠕变和滞后也小，频率响应范围亦很宽，从静态应变至高频动态应变都能测量。由于半导体集成化制造工艺的发展，用此技术与半导体应变片相结合，可以直接制成各种小型和超小型半导体应变式传感器，使测量系统大为简化。但是半导体应变片也存在着很大的缺点，它的电阻温度系统要比金属电阻变化大一个数量级，灵敏系数随温度变化较大它的应变 —电阻特性曲线性较大，它的电阻值和灵敏系数分散性较大，不利于选配组合电桥等等。扩散型压阻式传感器扩散型压阻传感器的基片是半导体单晶硅。单晶硅是各向异性材料，取向不同时特性不一样。因此必须根据传感器受力变形情况来加工制作扩散硅敏感电阻膜片。利用半导体压阻效应，可设计成多种类型传感器，其中压力传感器和加速度传感器为压阻式传感器的基本型式。硅压阻式压力传感器由外壳、硅膜片（硅杯）和引线等组成。硅膜片是核心部分，其外形状象杯故名硅杯，在硅膜上，用半导体工艺中的扩散掺杂法做成四个相等的电阻，经蒸镀金属电极及连线，接成惠斯登电桥再用压焊法与外引线相连。膜片的一侧是和被测系数相连接的高压腔，另一侧是低压腔，通常和大气相连，也有做成真空的。当膜片两边存在压力差时，膜片发生变形，产生应力应变，从而使扩散电阻的电阻值发生变化，电桥失去平衡，输出相对应的电压，其大小就反映了膜片所受压力差值。

压力传感器原理

目录 1 概述 2 工作原理 1. 2.1 电阻应变片 2. 2.2 陶瓷型 3 选型要点 4 常见故障 5 四个无法避免的误差 6 抗干扰措施 7 八大发展趋势将压力转换为电信号输出的传感器。通常把压力测量仪表中的电测式仪表称为压力传感器。压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏感元件（或应变计）组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变，然后由位移敏感元件或应变计转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功能集于一体。压力传感器广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。力学传感器的种类繁多，但常用的压力传感器有电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器，光纤压力传感器等。应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量轻，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高。压阻式应变压力传感器的主要由电阻应变片按照惠斯通电桥原理组成。电阻应变片

一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变电阻应变片内部结构片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。金属电阻应变片的内部结构如图所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。惠斯通原理

测试技术课程设计脉搏测量仪

《机械工程测试技术》课程设计脉搏测量仪的设计姓名：张峰学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2010级本科4班学号：201015130457 完成日期：2012年12月28日

摘要医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪，只要人把手指放在传感器内2秒钟就可以精确测量出每分钟脉搏数，测量结果用三位数字显示。关键词：AT89C2051；单片机；脉搏测量仪

目录第一章引言 (1) 第二章基本结构模块 (2) 2.1脉搏波检测电路 (2) 2.2脉搏信号拾取电路 (2) 2.3信号放大 (3) 2.4波形整形部分 (5) 第三章整体电路分析 (7) 3.1光发射电路 (7) 3.2光电转换电路 (7) 3.3信号采集及处理系统 (8) 3.4过采样技术的应用 (8) 3.5整体硬件电路设计 (9) 参考文献 (10)

第一章引言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。从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和。处理具有很高的医学价值和应用前景。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号, 脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号, 必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。

压阻式压力传感器的压力测量实验

实验二压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。二、基本原理：扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条，接成电桥。在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，我们把这一变化引入测量电路，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。图一压阻式压力传感器压力测量实验三、需用器件与单元：主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。四、实验步骤： 1、将压力传感器安装在实验模板的支架上，根据图二连接管路和电路（主机箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计已接好）。引压胶管一端插入主机箱面板上气源的快速接口中（注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压，则可轻松拉出），另一端口与压力传感器相连。压力传感器引线为4芯线： 1端接地线，2端为U0＋，3端接＋4V电源， 4端为Uo－，接线见图9-2。

2、实验模板上R W2用于调节放大器零位，R W1 调节放大器增益。按图9-2将实验模板的放大器输出V02接到主机箱(电压表)的Vin插孔，将主机箱中的显示选择开关拨到2V档，合上主机箱电源开关，R W1 旋到满度的1／3位置(即逆时针旋到底再顺时针旋2圈)，仔细调节R W2 使主机箱电压表显示为零。 3、输入气压，压力上升到4Kpa左右时调节调节Rw2（低限调节），，使电压表显示为相应的0.4V左右。再仔细地反复调节旋钮使压力上升到19Kpa左右时调节差动放大器的增益电位器Rw1（高限调节），使电压表相应显示1.9V左右。 4、再使压力慢慢下降到4Kpa，调节差动放大器的调零电位器，使电压表显示为相应的0.400V。再仔细地反复调节汽源使压力上升到19Kpa时调节差动放大器的增益电位器，使电压表相应显示1.900V。 5、重复步骤4过程，直到认为已足够精度时仔细地逐步调节流量计旋钮，使压力在4－19KPa之间变化，每上升3KPa气压分别读取电压表读数，将数值列于表1。作业： 1、画出实验曲线，并计算本系统的灵敏度和非线性误差。实验完毕，关闭所有电源。

传感器习题及答案.

1.用测量范围为-50~150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。解：真值L=140kPa, 测量值x=142 kPa 绝对误差Δ=x-L=142-140=2 kPa 实际相对误差标称相对误差引用误差 2 .用电位差计测量电势信号x E （如图所示）,已知: ,10,10,5,2,42121Ω=Ω=Ω===p r R R mA I mA I 电路中电阻 p r R R ,,21的定值系统误差分别为 ,005.0,01.0,01.021Ω+=?Ω+=?Ω+=?p r R R 设检流计A 、上支路电流1I 和下支路电流2I 的误差忽略不计。求修正后的x E 的大小。解：1122()x p E r R I R I =+- 当不考虑系统误差时，有0(105)410240x E mV =+?-?= 已知12,,p r R R 存在系统误差，按照误差合成理论，可得 2100% 1.43%140L δ?= ?==2 100% 1.41%142 x δ?'=?= =100%100%2 1% 150(50) m x γ?? =?= ?= =--测量上限－测量下限

11122 40.00540.0120.010.04x p E I r I R I R mV ?=?+?-?=?+?-?= 修正后的E x 为0400.0439.96x x x E E E mV =-?=-= 3. 某压力传感器测试数据如表所示，计算非线性误差、迟滞和重复性误差。 2)．再用最小二乘法拟合直线：设拟合直线为：b kx y +=

压力传感器的测量原理

压力传感器的测量原理压阻式压力传感器：通常是将电阻膜片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在一个固定基体上，当基体受力发生应力变化时，膜片的电阻值也发生相应的改变，如果电路中有一个恒流源，从而使加在电阻上的电压发生变化。通过用电桥放大后测量该电压值，就可以知道施加到膜片上的压力值。电阻膜片应用最多的是金属电阻膜片和半导体膜片两种。金属电阻膜片又分丝状膜片和金属箔状片两种。金属电阻膜片是利用吸附在基体材料上金属丝或金属箔，受应力变化时，电阻发生变化的特性来测量的。应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。陶瓷电阻膜片没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，陶瓷电阻膜片的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40~135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。高特性，低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向。扩散硅的原理，是利用被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化。电容式压力传感器：将膜片和基片构成一个腔体，待测压力使得陶瓷膜片弯曲情形，如此就能改变组件的电容量，借着加入必须的电子电路，尽可能将此变形与压力之变化互成关系。因此电容量的变化即比例于压力的变化。半导体压力传感器：此种装置也是应用压电效应与电桥电阻形式获得量测结果，在硅支撑物上利用扩散的方法，用以产生膜片，包含电桥电阻的单元以静电处理固定在支撑玻璃上。所以，它就与外界形成机械性的隔离。当硅质膜片偏向时，电桥的输出就随着改变。采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量特性。蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成，不会发生滞后、疲劳和蠕变现象；蓝宝石比硅要坚固，硬度更高，不怕形变；蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性（1000 OC 以内），因此，利用硅- 蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性；蓝宝石的抗辐射特性极强；另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n 漂移，因此，从根本上简化了制造工艺，提高了重复性，确保了高成品率。可在最恶劣的工作条件下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。压电式压力传感器：

体温脉搏呼吸的测量

体温、脉搏、呼吸测量【目的】动态监测体温、脉搏、呼吸的变化，判断体温、脉搏、呼吸有无异常，协助临床诊断。【工作情景与任务】王先生，40岁，身高180cm，体重80kg，因心悸、胸闷、头痛、肌肉关节、痛食欲减退，加重一周入院。作为值班护士，为病人测量生命体征。【评估】 1、患者30分钟内无进食、喝冷热饮料、运动、冷热疗法，如果有应间隔时间30分钟再测。 2、环境安静、舒适【计划】 1、护士准备：衣帽整洁、洗手、戴口罩。 2、病人准备：患者了解测量体温、脉搏、呼吸的目的、方法、配合要点及注意事项，测量前30分钟内无剧烈运动、紧张或恐惧等影响测量值的因素。 3、用物准备： (1)治疗车上层：治疗盘内置盛有清洁体温计的干燥容器一个，盛有消毒液的容器一个，浸有消毒液纱布的弯盘、记录本、笔及有秒针的表，若测量肛温另外备润滑油、棉签、卫生纸。治疗盘外置手消液。 (2)治疗车下层：医疗垃圾筒、生活垃圾筒。 4、环境准备：光线充足，安静、整洁。测量肛温环境隐蔽。【实施】 1、准备: 洗手、戴口罩→备齐、检查用物,查体温计有无破损及甩至35℃以下，→携至床边核对患者，向患者解释操作的目的、方法及配合事项。了解有无影响体温、脉搏、呼吸测量值的因素。 2、测量体温口腔温度

协助患者取仰卧位、侧卧位、半坐卧位、端坐位→将口表体温计放在舌下热窝将口表水银端斜放于舌下热窝处，嘱患者闭唇含住口表，匆用牙咬体温计，用鼻呼吸→测量3分钟，擦净体温计，正确读数，获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者取舒适体位，为患者整理衣物，床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中 ◆腋下温度协助患者取仰卧位、侧卧位、半坐卧位、端坐位→擦干腋窝，将腋表体温计放于腋窝处，嘱病人夹紧体温计，紧贴皮肤，屈臂过胸→测量10分钟，擦净体温计，正确读数，获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者整理衣物，床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中 ◆腋下温度协助患者取俯卧位、侧卧位→暴露测量部位便于测量，必要时屏风遮挡→润滑肛表水银端便于测量，必要时屏风遮挡→轻轻插入肛门3——4cm,婴儿1.25cm,幼儿2.5cm，固定肛表→测量3分钟，用消毒纱布擦净体温计，正确读数，获得准确的测量结果→再次核对患者身份→协助患者整理衣物，床单位→将体温计浸泡于盛有消毒液的容器中 3、测量脉搏协助患者取舒适体位→以示指、中指、无名指的指端放在桡动脉搏动处，压力大小以能清晰触及脉搏波动为宜→若触摸不清可用听诊器测心率。注意脉搏的节律、强弱、动脉管壁的弹性、紧张度→一般情况测量30秒，将所测得的数值乘以2即可。异常情况、脉搏异常、危重患者测量1分钟→再次核对患者身份协助患者取舒适体位，为患者整理衣物、床单位 4、测量呼吸协助患者取舒适体位→将测量脉搏的手继续放在动脉搏动处，眼睛观察患者胸腹起伏（一起一伏是一次呼吸）计数呼吸的频率，观察呼吸的节律、深浅度、音响以及有无呼吸困难等，分散患者注意力→让患者处于自然呼吸的状态一般情况测量30秒，将所测得的

压力传感器分类有哪些

能够测量压力并提供远传电信号的装置统称为压力传感器。压力传感器是压力检测仪表的重要组成部分，其结构型式多种多样，常见的型式有应变式、压阻式、电容式、压电式、振频式压力传感器等。此外还有光电式、光纤式、超声式压力传感器等。采用压力传感器可以直接将被测压力变换成各种形式的电信号，便于满足自动化系统集中检测与控制的要求，因而在工业生产中得到广泛应用。南京航伽电子科技有限公司下面给大家介绍一下压力传感器的分类。应变式压力传感器

应变式压力传感器是一种通过测量各种弹性元件的应变来间接测量压力的传感器。根据制作材料的不同，应变元件可以分为金属和半导体两大类。应变元件的工作原理基于导体和半导体的“应变效应”，即当导体和半导体材料发生机械变形时，其电阻值将发生变化。当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。

只要测出加在电阻两端的电压的变化，即可获得应变金属丝的应变情况。压阻式压力传感器压阻压力传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。它又称为扩散硅压阻压力传感器，它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力，而是直接通过硅膜片感受被测压力的。电容式压力传感器

电容式压力传感器是一种利用电容作为敏感元件，将被测压力转换成电容值改变的压力传感器。这种压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

压力传感器检测方法

压力传感器检测方法压力传感器是一种常用的压力仪表，在多个行业中都有一定的应用。用户在使用压力传感器的时候确定如何检测压力传感器显得十分重要，检测压力传感器根据目的不同，检测的项目也不一样，当然检测的方法也就会有区别。今天主要来为大家介绍一下压力传感器常用的3种检测方法，希望可以帮助到大家。 1、加压检测，检单的方法是：给传感器供电，用嘴吹压力传感器的导气孔，用万用表的电压档检测传感器输出端的电压变化。如果压力传感器的相对灵敏度很大，这个变化量会明显。如果丝毫没有变化，就需要改用气压源施加压力。通过以上方法，基本可以检测一个传感器的状况。如果需要准确的检测，就需要用标准的压力源，给传感器压力，按照压力的大小和输出信号的变化量，对传感器进行校准。并在条件许可的情况下，进行相关参数的温度检测。 2、零点的检测，用万用表的电压档，检测在没有施加压力的条件下，传感器的零点输出。这个输出一般为mV级的电压，如果超出了传感器的技术指标，就说明传感器的零点偏差超范围。 3、桥路的检测，主要检测传感器的电路是否正确，一般是惠斯通全桥电路，利用万用表的欧姆档，量输入端之间的阻抗、以及输出端之

间的阻抗，这两个阻抗就是压力传感器的输入、输出阻抗。如果阻抗是无穷大，桥路就是断开的，说明传感器有问题或者引脚的定义没有判断正确。用万用表检测压力传感器只能进行简单的检测，检测结果也只供参考。大致可以进行三项检测，桥路的检测，主要检测传感器的电路是否正确，一般是惠斯通全桥电路，利用万用表的欧姆档，量输入端之间的阻抗、以及输出端之间的阻抗，这两个阻抗就是压力传感器的输入、输出阻抗。如果阻抗是无穷大，桥路就是断开的，说明传感器有问题或者引脚的定义没有判断正确。零点的检测，用万用表的电压档，检测在没有施加压力的条件下，传感器的零点输出。这个输出一般为mV级的电压，如果超出了传感器的技术指标，就说明传感器的零点偏差超范围。加压检测，检单的方法是：给传感器供电，用嘴吹压力传感器的导气孔，用万用表的电压档检测传感器输出端的电压变化。如果压力传感器的相对灵敏度很大，这个变化量会明显。如果丝毫没有变化，就需要改用气压源施加压力。通过以上方法，基本可以检测一个压力传感器的大致状况。如果需要准确的检测，就需要用标准的压力源，给传感器压力，按照压力的大小和输出信号的变化量，对传感器进行校准。并在条件许可的情况下，进行相关参数的温度检测。总之，压力传感器的检测是一个负责的任务，万用表可以进行一般的检测，在很多情况下可以适用，但是如果要求压力传感器严格的环

市场上常见的压力传感器的种类及原理分析

市场上常见的压力传感器的种类及原理分析什么是压力传感器呢?压力传感器是指将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流信号(4~20mADC)，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节的元器件。它主要是由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组成的（进气压力传感器）。那么压力传感器的种类有哪些呢?就目前市场而言，压力传感器一般有差压传感器、绝压传感器、表压传感器，静态压力传感器和动态压力传感器。对于这几者之间的关系，我们可以这样定义定义：差压是两个实际压力的差，当差压中一个实际压力为大气压时，差压就是表压力。绝压是实际压力，而有意义的是表压力，表压力=绝压-大气压力。静态压力是管道内流体不流动时的压力。动态压力可以简单理解为管道内流体流动后发生的压力。根据不同的方式压力传感器的种类也不尽相同。小编通过搜集整理资料，将与压力传感器的种类相关的知识做如下介绍，下面我们来看具体分析。 1.扩散硅压力传感器扩散硅压力传感器工作原理是被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。扩散硅压力传感器原理图 2.压电式压力传感器 (1)压电式压力传感器原理压电式压力传感器原理基于压电效应。压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。 (2)压电式压力传感器的种类与应用压电式压力传感器的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图，在测量中不允许用水冷却，并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。石英是一种非常好的压电材料，压电效

压力传感器应用中的注意事项

压力传感器应用中的注意事项与型号、类型的选择在压力传感器的使用上我们应该注意些什么呢？我们应该在压力传感器的使用前，使用中都要做一个全面的检测，下面我们就介绍一下压力传感器使用注意事项: 考虑现场压力的温度范围，标准工业温度范围－20－85范围内才用通用性压力即可，要是超过85度，要考虑采用降温措施。测量压力传感器介质有无腐蚀性。考虑所测压力是否存在经常过压，如果是要采取防过压措施。关于压力传感器的选用现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 1、根据测量对象与测量环境确定压力传感器的类型要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指针。 2、灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的干扰信号。压力传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3、频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。 4、线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保

脉搏测量仪设计

第1章概述随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，而其中关键是对脉搏传感器的研究。起初用于体育测量的脉搏测试集中在对接触式传感器的研究，利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。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[3]。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。近年来国内外致力于开发无创非接触式的传感器，这类传感器的重要特征是测量的探测部分不侵入机体，不造成机体创伤，能够自动消除仪表自身系统的误差，测量精度高，通常在体外，尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。其中光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器，通过对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号。具有结构简单、无损伤、精度高、可重复使用等优点。通过光电式脉搏传感器所研制的脉搏测量仪已经应用到临床医学等各个方面并收到了理想效果。人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，是血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波成为脉搏波[4]。从脉搏波中提取人体的心理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景[5]。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号, 脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号,因此必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。第2章总体设计思想