1、使用sc0073傳感器測脈搏，輸出的是什么信號，輸出信號是否已經通過放大、濾波、基線漂移等？

SC0073輸出的是脈沖序列信號，如下圖黃色的波形信號，類似心電信號，尖峰的部分是脈搏跳動的時候壓著傳感器輸出的波形，脈搏傳感器輸出電壓值不穩定，經過長期測量觀察，輸出電壓幅值2V左右，含有諧波等干擾信號，所以還要對傳感器輸出信號進行放大，在波形圖中可以看到，雖然波形很清晰但是還存在干擾信號，所以必須進行濾波處理，還要整形，經過以上信號調理電路，波形變成規則的方波，在示波器上測出原脈搏信號波形圖及經過調理模塊處理后的信號如藍色波形所示。

2、脈搏傳感器原理

利用人體脈搏時血管壁的膨脹與收縮來檢測脈搏信號。脈搏傳感器的工作原理是利用人體脈搏時血管壁的膨脹與收縮來檢測脈搏信號。脈搏傳感器通常采用光學、機械或電學等方式來檢測脈搏信號。光學脈搏傳感器通常采用激光或可見光源來照射皮膚，并使用光電檢測器來檢測光的吸收或散射情況。當血管壁膨脹時，血液會吸收光線，從而導致光電檢測器的輸出電平變化。機械脈搏傳感器通常采用壓力傳感器來檢測皮膚的壓力變化。當血管壁膨脹時，皮膚的壓力會升高，從而導致壓力傳感器的輸出電平變化。

3、制作心率計，一般會使用哪種傳感器呢？

壓電式光電式紅外管傳感器都可以的，諧振式傳感器是利用改變電或機械的固有參數來改變諧振頻率的原理制成，主要用來測量壓力。脈搏傳感器就是應用了這個原理。

在這個什么都要和“智能”扯上關系的年代，除了我們司空見慣的手機外，也就是一些智能手表和手環之類的穿戴設備了。這些智能穿戴設備集成了很多的傳感器，由于脈搏或者心率是生命體征的重要參數之一，所以心率測量可算是高端入門產品必備的一個技能，下面帶大家簡單地了解一下最常見的光學心率傳感器。

光學心率傳感器概述

光學心率傳感器是是智能穿戴設備中最為普及的用于心率檢測的傳感器之一。它采用電光溶劑脈搏波描記法(PPG)來測量心率及其他生物計量指標。

測量原理：通過電容燈光射向皮膚，透過皮膚組織反射回的光被光敏傳感器接受并轉換成電信號，再經過電信號轉換成數字信號，再根據血液的吸光率算出心率。簡化測量過程就是：發射光——轉換成電信號——轉換成數字信號。

光學心率傳感器基本結構

光學心率傳感器使用四個主要技術元件來測量心率：

光發射器 - 通常至少由兩個光發射二極管(LED)構成，它們會將光波照進皮膚內部。

光電二極管和模擬前端(AFE) - 這些元件捕獲穿戴者折射的光，并將這些模擬信號轉換成數字信號用于計算可實際應用的心率數據。

加速計 - 加速計可測量運動，與光信號結合運用，作為PPG算法的輸入。

算法 - 算法能夠處理來自AFE和加速計的信號，然后將處理后的信號疊加到PPG波形上，由此可生成持續的、運動容錯心率數據和其他生物計量數據。

光學心率傳感器可測量哪些生物計量指標?

采用 PPG 的光學傳感器在獲得高品質 PPG 信號的情況下可獲取大量的基礎生物計量值，光學心率傳感器不止獲取心率數據那么簡單，還可以獲取以下生物計量指標：

呼吸率 - 休息時的呼吸率越低，通常這表明身體狀況越好。

最大攝氧量(VO2max)– VO2測量人體可以攝入的最大氧氣量，是人們廣泛使用的有氧耐力指標。

血氧水平(SpO2) - 是指血液中的氧氣濃度。

R-R間期(心率變異率)- R-R間期是血脈沖的間隔時間;一般而言，心跳間隔時間越長越好。R-R間期分析，可用作壓力水平和不同心臟問題的指標。

血壓 - 通過PPG傳感器信號，無需使用血壓計即可測量血壓。

血液灌注 - 灌注是指人體推動血液流經循環系統的能力，特別是在瀕于死亡時流經全身毛細血管床的能力。因為PPG傳感器可跟蹤血液流動，所以可以測量血流相對灌注率及血液灌注水平的變化。

心效率 - 這是心腦血管健康和身體狀況的另一個指標，一般來說，它測量的是心臟每搏的做功效率。

光學心率傳感器選擇綠光作為光源的原因

光學心率傳感器常使用綠光作為光源，從光譜特點看，從紫外線到紅外線，波長是越來越長的。

而選擇綠光作為測量光源是考慮到以下幾個特點：

皮膚的黑色素會吸收大量波長較短的波

皮膚上的水份也會吸收大量的UV和IR部分的光

進入皮膚組織的綠光(500nm)-- 黃光(600nm)大部分會被紅細胞吸收

紅光和接近IR的光相比其他波長的光更容易穿過皮膚組織

血液要比其他組織吸收更多的光

相比紅光，綠(綠-黃)光能被氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白吸收

雖然現在大部分智能穿戴設備采用綠光作為光源，但是字考慮到皮膚情況的不同(膚色、汗水)，高端產品會根據情況自動使用綠光、紅光和紅外光等多種光源進行心率測量。

Apple Watch 心率監測原理

Apple Watch 的心率傳感器同樣是采用 PPG，特別設計的光學心率傳感器擁有四個點搜集數據，再佐以強大的軟件算法，來保證心率測量的可信度。

Apple Watch 利用 LED 綠光和紅外光，以及兩種光傳感器來檢測心率。

當其處于15攝氏度(59華氏度)以下的低溫時，通過測量綠光的吸收狀況來獲取更為精準的數據。而高溫環境下，比如用戶正在健身房里揮汗如雨時，皮膚表面水分增加，由于更多綠光已經被吸收掉，要檢測皮下反射的綠光就比較困難，這時 Apple Watch 就轉換到紅外光模式。

如何提高光學心率手表準確性

提升光學心率手表測量的準確性，應注意以下幾點：

確認手表緊貼于手腕不松動，以減少擺臂時手表的移位，但也不可太緊以免影響血液循環;

佩戴手表于手腕外側，表背的感應面應貼近皮膚，避開橈骨頭和尺骨莖突;

避免將手表配戴于黑色刺青上。

結語

對于心率傳感器，我們必須明白的事：

單純給出心率數值對用戶來說并沒有太大意義，如果能夠持續測量，并通過一段時間的心率數據給出睡眠質量/休息時間等健康建議則會對用戶有很大幫助。

目前絕大部分移動終端用的都是光電心率傳感器，相比電極式心率傳感器誤差幾率較大。

電極式心率傳感器目前還無法應用于較小的穿戴設備上，但目前已經有廠商在為此而努力了。相信未來會成為高端設備的標志配件。

4、求SC0073型號的脈搏傳感器資料和例程。。是用于51單片機的。

SC0073型號的脈搏傳感器傳出信號都是電壓或者電流信號，直接用電壓代替脈搏信號就行，然后用ad轉換器，建議用tcl1543轉換成數字信號，然后用51單片機接受信號，在lcd上顯示即可，可通過protues+keil仿真實現

設計采用的是拐點法測量，藍牙模塊可以刪去，有按鈕測量開關

1.1 基于單片機的電子血壓計簡介

1.1.1 基于單片機的電子血壓計的介紹 該產品重量輕，便攜，可放入醫生護士口袋。無水銀，增強環保性，避免了 因水銀泄露而造成的污染事故。操作簡單易懂，特別適合家庭使用。

1.1.2 基于單片機的電子血壓計功能簡介 該血壓計以壓力傳感器測得血壓值，傳入單片機，再將血壓數據轉換成數字 信號，然后由控制核心單片機控制，經主程序處理數據之后，在液晶顯示器上把 數據顯示出來,并通過藍牙串口發送給上位機。

1.2 血壓計裝置設計方案

1.2.1 設計總體要求 基于單片機的電子血壓計是傳感技術和微電腦技術的結合體，它的結構應該能保 證完成四項基本任務： 測量高壓和低壓 測量脈搏 顯示血壓和脈搏 在上位機顯示血壓脈搏

1.2.2 具體設計方案 在這里介紹一下有關血壓的基本知識，血壓是血液在血管內流動時對血管壁 的側壓力。血壓分收縮壓和舒張壓。當心室收縮向動脈泵血時，血壓升高，其最 高值為收縮壓。心室舒張時，血壓降低，其最低值為舒張壓。血壓通常以上肢肪 動脈測得的血壓為代表，正常成年人上肢動脈的收縮壓為 90~140 毫米汞柱，舒 張壓為 60~90 毫米汞柱。血壓過低或過高都是疾病的征象。

2 .血液在動脈血管中的壓力隨著心臟的收縮、舒張而不斷變化，而人的心臟的 收縮頻率即心率比較低，一般在 30~300bpm，由此血壓脈動信號相對而言還是屬 于一種緩慢變化的信號，我的設計是采用外接式的結構，以 STC89RC52 單片機 為核心，形成種連續數據采集串行數據傳輸的方式。 藍牙模塊采用 HC-05 發送給上位機，上位機有顯示血壓，脈搏的功能。 本設計是基于 80C51 單片機的設計，具體裝置方案如下圖 1.1 所示：

硬件工作流程圖如圖 1.2 所示。 電源開啟過后，若有必要修改系統的默認參數、經過了這個階段以后，系統 將對某些參數和硬件內部的一些寄存器進行初始化工作。初始化完成之后，將讀 取血壓力值，等待讀取轉換結束。待采樣的時間達 1 秒鐘后將分析數據結果，求 出最大值和最小值，將這些數據處理后即為收縮壓和舒張壓。將它們送往 LCD1602 液晶屏進行顯示。 1.3 基于單片機的電子血壓計工作原理 1.3.1 血壓測量的工作原理 心臟一張一縮，使血液在循環器官內川流不息。血液在血管內流動時，無論 心臟收縮或舒張，都對血管壁產生 一定的壓力。當心臟收縮時，大動脈里的壓 力最高，這時的血液稱為“高壓”;左心室舒張時，大動脈里的壓力最低，故稱 為“低壓” 。平時我們所說的“血壓”實際上是指上臂肱動脈，即胳膊窩血管 的血壓測定，是大動脈血壓的間接測定。通常我們測血壓右側與左側的血壓不一 樣，最高可相差 10 毫米汞柱，最低相差不到 5 毫米汞柱。 一般醫學測量，是根據氣袖在減壓過程中，其壓力振蕩波的振幅變化包絡線 來判定血壓的。目前比較一致的看法是當氣袖壓力振蕩波的振幅最大的時候，氣 袖的壓力是動脈的平均壓。動脈的收縮壓對應于振幅包絡線的第一個拐點，舒張 壓對應于包絡線的第二個拐點。 如圖 1.3.-1 所示

示波法又稱為壓力振蕩法,其工作過程是先將袖帶充氣以阻斷動脈血流,然后 在放氣過程中檢測袖帶內的氣體壓力并提取微弱的脈搏波。如圖所示,當袖帶壓 力 P 遠高于收縮壓時,脈搏波消失,隨著袖帶壓力下降到收縮壓 Ps 時,脈搏開始出 現。當袖帶壓力從高于收縮壓降到收縮壓 Ps 以下時,脈搏波會突然增大,在平均壓 Pm 時幅值達到最大。然后脈搏波又隨袖帶壓力下降而衰減。示波法血壓測量就 是根據脈搏波幅度與袖帶壓力之間的關系來估計血壓的。脈搏波最大值對應的是 平均壓,收縮壓 Ps 和舒張壓 Pd 分別由對應脈搏波最大幅值的比例來確定。通過 查閱文獻與結合一些醫生的臨床測量得出的結果：收縮壓一般為峰值前 Ks=0.5 峰值左右的波動點，而舒張壓一般為峰值后 Kd=0.8 峰值左右的波動點。 血壓信號以及收縮舒張壓的位置如圖 1.3-2 所示

先找出最大振幅值 Amax,在往前找幅值為 0.5Amax 的瞬態位置對應血壓直 流分量即為收縮壓,往后找幅值為 0.8Amax 的瞬態位置對應血壓直流分量即為舒 張壓,將計算出的收縮壓和舒張壓結果輸出至液晶驅動器顯示。

1.3.2 基于單片機的電子血壓計的工作原理 氣泵在充氣時，袖帶內部產生壓力，與袖帶相連接的壓力傳感器 XGZP684 會根據這個壓力值輸出對應的電壓值，因為單片機是不能直接處理模擬信號的， 所以經過一個高精度 12 位 AD 芯片 TLC2543 將電壓值轉化數字信號，由單片機 STC89C52 進行讀取。單片機在程序的控制下，讀入信號后，進行數據處理與運 算，得到相應的數據，然后經 LCD1602 液晶顯示模塊進行顯示，并通過藍牙發 送給上位機。

2 傳感器的選擇 血壓和脈搏的測量需要的是壓力傳感器。 壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器。通常把壓力測量儀表中的 電測式儀表稱為壓力傳感器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件 (或應變計)組成。彈性敏感元件的作用是使被測壓力作用于某個面積上并轉換 為位移或應變，然后由位移敏感元件或應變計轉換為與壓力成一定關系的電信 號。有時把這兩種元件的功能集于一體，如壓阻式傳感器中的固態壓力傳感器。 2.1 壓電壓力傳感器 利用電氣元件和其他機械把待測的壓力轉換成為電量，再進行相關測量工作 的測量精密儀器。壓電傳感器只可以應用在動態測量當中。主要的壓電材料是： 磷酸二氫胺、酒石酸鉀鈉和石英。隨著技術的發展，壓電效應也已經在多晶體上 得到應用了。例如：壓電陶瓷，鈮鎂酸壓電陶瓷、鈮酸鹽系壓電陶瓷和鈦酸鋇壓 電陶瓷等等都包括在內。 以壓電效應為工作原理的傳感器是機電轉換式和自發電式傳感器。它的敏感 元件是用壓電材料制作而成的。當壓電材料受到外力作用時表面會形成電荷，電 荷通過電荷放大器、測量電路的放大以及變換阻抗以后，就會被轉換成為與所受 外力成正比關系的電量輸出。它用來測量力以及可以轉換成為力的非電物理量， 例如：加速度和壓力。 優點是：重量較輕、工作可靠、結構簡單、信噪比高、靈敏度高以及信頻寬 等。 缺點是：有部分電壓材料忌潮濕，因此需要采取一系列的防潮措施;而輸出 電流響應又比較差，就要使用電荷放大器或者高輸入阻抗電路來彌補這個缺點。

2.2 壓阻壓力傳感器 壓阻效應是用來描述材料在受到機械式應力下所產生的電阻變化。不同于壓 電效應，壓阻效應只產生阻抗變化，并不會產生電荷。大多數金屬材料與半導體 材料都被發現具有壓阻效應。由于硅是現今集成電路的主要材料，以硅制作而成 的壓阻元件的應用就變得非常有意義。電阻變化不單是來自與應力有關的幾何形 變，而且也來自材料本身與應力相關的電阻，這使得其程度因子大于金屬數百倍 之多。 壓阻壓力傳感器一般通過引線接入惠斯登電橋中。平時敏感芯體沒有外加壓 力作用，電橋處于平衡狀態(稱為零位)，當傳感器受壓后芯片電阻發生變化， 電橋將失去平衡。若給電橋加一個恒定電流或電壓電源，電橋將輸出與壓力對應 的電壓信號，這樣傳感器的電阻變化通過電橋轉換成壓力信號輸出。電橋檢測出 電阻值的變化，經過放大后，再經過電壓電流的轉換，變換成相應的電流信號， 該電流信號通過非線性校正環路的補償，即產生了與輸入電壓成線性對應關系的 4～20mA 標準輸出信號。 為減小溫度變化對芯體電阻值的影響，提高測量精度，壓力傳感器都采用溫 度補償措施使其零點漂移、靈敏度、線性度、穩定性等技術指標保持較高水平。

2.3 電容壓力傳感器 利用電容作為敏感元件，將被測壓力轉換成電容值改變的壓力傳感器。這種 壓力傳感器一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個電極，當薄膜 感受壓力而變形時，薄膜與固定電極之間形成的電容量發生變化，通過測量電路 即可輸出與電壓成一定關系的電信號。電容式壓力傳感器屬于極距變化型電容式 傳感器，可分為單電容式壓力傳感器和差動電容式壓力傳感器。

單電容式壓力傳感器由圓形薄膜與固定電極構成。薄膜在壓力的作用下變 形，從而改變電容器的容量，其靈敏度大致與薄膜的面積和壓力成正比，而與薄 膜的張力和薄膜到固定電極的距離成反比。另一種型式的固定電極取凹形球面 狀，膜片為周邊固定的張緊平面，膜片可用塑料鍍金屬層的方法制成。這種型式 適于測量低壓，并有較高過載能力。還可以采用帶活塞動極膜片制成測量高壓的 單電容式壓力傳感器。這種型式可減小膜片的直接受壓面積，以便采用較薄的膜 片提高靈敏度。它還與各種補償和保護部以及放大電路整體封裝在一起，以便提 高抗干擾能力。這種傳感器適于測量動態高壓和對飛行器進行遙測。單電容式壓 力傳感器還有傳聲器式(即話筒式)和聽診器式等型式。 差動電容式壓力傳感器的受壓膜片電極位于兩個固定電極之間，構成兩個電 容器。在壓力的作用下一個電容器的容量增大而另一個則相應減小，測量結果由 差動式電路輸出。它的固定電極是在凹曲的玻璃表面上鍍金屬層而制成。過載時 膜片受到凹面的保護而不致破裂。差動電容式壓力傳感器比單電容式的靈敏度 高、線性度好，但加工較困難(特別是難以保證對稱性)，而且不能實現對被測 氣體或液體的隔離，因此不宜于工作在有腐蝕性或雜質的流體中。 2.4 電磁壓力傳感器 利用電磁原理的傳感器統稱為電磁壓力傳感器，主要包括電感壓力傳感器、 霍爾壓力傳感器、電渦流壓力傳感等。 血壓計要求壓力測量范圍大概為 0mmHg-300mmHg 換算為 Pa 為 0-40Kpa。 2.5 確定方案 綜合考慮，我選擇了壓阻傳感，XGZP68470KPG 型壓力傳感器模塊。 XGZP6847040KPG 型壓力傳感器模塊，測量范圍 0~40kPa。具有價格低， 使用簡便等優點，可用于個類氣體壓力計，血壓計等設備。 XGZP6847040KPG 型壓力傳感器模塊采用 DIP 封裝形式，壓力傳感器作 為敏感元件并集成了數字調理芯片，PCB 板的 2 面分別安裝有 SOP 封裝的壓 力傳感器與信號處理電路芯片，對傳感器的偏移、靈敏度、溫漂和非線性進行數 字補償，以供電電壓為參考,產生一個經過校準、溫度補償后的標準電壓信號。 XGZP6847 型壓力傳感器模塊尺寸小、易安裝，可根據用戶要求標定輸出信號， 廣泛用于醫療電子、汽車電子、運動健身器材等領域。其中壓力與血壓之前的換 算關系為 100kPa = 1bar ≈ 14.5PSI ≈ 750mmHg.

3 信號調理電路 3.1 壓力測量原理 XGZP 型壓阻式壓力敏感元件是一款適用于生物醫學、汽車電子等領域的壓 力傳感器，其核心部分是 一顆利用 MEMS 技術加工的硅壓阻式壓力敏感芯片。 該壓力敏感芯片由一個彈性膜及集成在膜上的四個 電阻組成，四個壓敏電阻形 成了惠斯通電橋結構，當有壓力作用在彈性膜上時電橋會產生一個與所加壓力成 線性比例關系的電壓輸出信號。

3.2 信號調理電路基本原理 XGZP6847040KPG 型壓力傳感器模塊 PCB 板的 2 面分別安裝有 SOP 封 裝的壓力傳感器與信號處理電路芯片，對傳感器的偏移、靈敏度、溫漂和非線性 進行數字補償，以供電電壓為參考,產生一個經過校準、溫度補償后的標準電壓 信號。 利用現代信號調理技術，以信號調理芯片為核心，通過插值法對采集的溫度 補償參數進行擬合，從而實現了對壓阻式壓力傳感器溫度漂移的高精度補償。軟 件補償是利用計算機的強處理能力，通過一系列的補償算法對壓力傳感器因溫度 變化所產生的漂移進行修正。這種方法不僅可以補償溫度變化對壓力傳感器造成 的影響，同時還可改善非線性指標，是提高壓力傳感器精度的一種有效方法。與 硬件補償相比， 軟件補償的效果好、精度高且成本低。 基本原理如下： 溫度補償系統對壓阻式壓力傳感器的補償分為兩部分：預補償過程和在溫度 預設點下的正式補償過程。由于不同的壓阻式壓力傳感器橋路電阻、靈敏度、輸 出電壓范圍等參數存在很大差異，需要使用前在常溫下對壓力傳感器進行預補 償，以保證芯片內部電路工作在線性及可調節的范圍內。預補償流程圖如圖 1 所示。預補償過程通常在常溫下進行，目的是計算正式補償過程中所需要的各種 寄存器的初始化值。在預補償之后，可以進入正式補償流程。 正式補償流程圖如圖 2 所示，補償的主要內容是求取設定溫度點的靈敏度補償系 數 FSO、偏移量系數補償系數 OFFSE

3.3 輸出電壓與輸入電壓關系 理論計算如下： 敏感元件 P 為敏感元件所受壓力單位為 KPa Uo1 為敏感元件輸出電壓理論值 Ui= 50mV+P/KPa*1mV 調理電路 Uo2 為調理電路輸出電壓理論值 Uo2=50Uo1

5、魚躍用何技術讓血壓測的穩

魚躍通過使用先進的技術，如脈搏波傳感器和智能算法，來實現穩定的血壓測量結果。

1.脈搏波傳感器技術：

魚躍血壓計采用脈搏波傳感器技術，該技術能夠通過傳感器感知到動脈中的脈搏波，并將其轉換為數字信號進行分析和處理。脈搏波傳感器可以準確地測量脈搏波形的特征，如峰值、上升時間和下降時間等，從而推測出血壓值。

2.智能算法：

魚躍血壓計內置了智能算法，通過對脈搏波信號進行分析和處理，可以排除干擾因素，并生成精確的血壓測量結果。智能算法能夠識別不同狀況下的脈搏波信號變化，例如運動、情緒等因素的影響，從而在測量過程中進行校正，提高測量的準確性和穩定性。

3.校準和驗證：

為了保證血壓測量的穩定性，魚躍血壓計在生產過程中會進行嚴格的校準和驗證。每個血壓計在出廠前都要經過精密的校準，以確保測量結果的準確性和一致性。同時，魚躍還針對不同人群進行了大量的臨床測試和驗證，從而提高了血壓測量的可靠性和穩定性。

4.人體工程學設計：

魚躍血壓計采用人體工程學設計，使其更符合人們的使用習慣和舒適度。血壓計的袖帶設計合理，能夠緊密貼合手臂，確保測量時的穩定性和準確性。同時，血壓計的操作界面簡單易懂，使用戶能夠輕松進行血壓測量，進一步提高了穩定性。

通過以上的技術和設計手段，魚躍血壓計實現了血壓測量的穩定性。但需要注意的是，無論血壓計本身具備怎樣的技術和功能，正確的使用方法和適時的校準也是確保測量結果準確和穩定的重要因素。因此，在使用血壓計進行測量時，需要按照說明書的指導進行正確操作，并定期對血壓計進行校準和驗準。