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上篇 生物医学传感与检测技术基础3

第1章 传感器和检测系统3

1.1 传感器与检测的基本概念3

1.2 传感器的静态特性和动态特性4

1.2.1 传感器的静态特性4

1.2.2 传感器的动态特性5

1.3 传感检测系统6

1.3.1 测量电路7

1.3.2 微机与数字信号处理8

第2章 实验设计及数据处理9

2.1 传感器实验设计9

2.2 误差和误差的分类9

2.2.1 误差的表示方法10

2.2.2 误差的分类10

2.3 实验设计思路与步骤11

2.4 实验数据的处理12

2.4.1 测量数据有效数字的表示方法12

2.4.2 实验数据的处理方法14

2.4.3 数据处理软件中列表法、作图法和方程法的实现25

第3章 人体基本生理信息及其检测方法27

3.1 循环系统生理信息27

3.1.1 心电28

3.1.2 心音30

3.1.3 血压30

3.1.4 脉搏32

3.2 呼吸系统生理信息33

3.2.1 呼吸的全过程33

3.2.2 呼吸系统主要生理参数33

第4章 常用传感器原理及应用简介36

4.1 电阻应变式传感器36

4.1.1 电阻应变片的工作原理36

4.1.2 电阻应变片的种类38

4.1.3 测量电路39

4.2 差动变压器式电感传感器42

4.2.1 工作原理42

4.2.2 基本特性43

4.2.3 测量电路44

4.3 电涡流式传感器45

4.3.1 工作原理45

4.3.2 电涡流形成范围46

4.3.3 测量电路48

4.4 电容式传感器48

4.4.1 工作原理48

4.4.2 测量电路49

4.5 压电式传感器51

4.5.1 工作原理51

4.5.2 测量电路53

4.6 磁电感应式传感器54

4.6.1 工作原理54

4.6.2 基本特性55

4.6.3 测量电路56

4.7 霍尔式传感器56

4.7.1 工作原理56

4.7.2 基本特性58

4.7.3 霍尔元件补偿电路59

4.7.4 测量电路60

4.8 光纤传感器61

4.8.1 光纤的结构61

4.8.2 光纤的传输原理61

4.8.3 测量电路62

4.9 热电式传感器63

4.9.1 热电阻传感器64

4.9.2 热电偶传感器67

4.10 半导体气体传感器69

4.11 湿度传感器71

4.11.1 湿度定义71

4.11.2 湿度检测71

4.12 离子传感器74

4.12.1 离子选择性电极74

4.12.2 玻璃电极76

4.13 生物酶传感器78

4.13.1 酶传感器的原理78

4.13.2 Clark氧电极79

4.13.3 葡萄糖酶电极传感器80

4.13.4 测量原理与电路82

下篇 生物医学传感与检测实验85

实验一 电阻应变式传感器性能测试及其应用85

实验二 移相器和相敏检波器实验89

一、移相器实验89

二、相敏检波器实验91

实验三 电感式传感器性能测试及其应用95

一、差动变压器式电感传感器的性能95

二、差动变压器式电感传感器的应用96

三、激励频率对差动变压器式电感传感器的影响98

实验四 电涡流式传感器的性能测试及其应用100

一、电涡流式传感器静态标定100

二、电涡流式传感器的应用102

实验五 电容式传感器的特性测试及其应用104

实验六 压电加速度传感器的应用107

实验七 磁电式传感器的应用110

实验八 霍尔式传感器特性测试及其应用112

一、霍尔式传感器特性——直流激励112

二、霍尔式传感器——交流激励114

实验九 光纤位移传感器的特性及其应用116

一、光纤位移传感器的静态特性测量116

二、光纤位移传感器的动态特性及振动和转速测量118

实验十 热电式传感器的特性及其应用120

实验十一 酒精气体检测实验122

实验十二 空气湿度检测实验124

实验十三 化学离子检测实验126

实验十四 生物酶传感器检测实验129

实验十五 传感器在人体温度、血压、呼吸和脉搏测量中的应用131

一、体温测量131

二、血压测量133

三、呼吸测量136

四、脉搏测量138

参考文献141

附录一 CSY10B型传感器系统实验仪使用说明142

附录二 医学生理信号采集实验仪使用说明147

附录三 NI myDAQ虚拟仪器教学套件使用说明149