根据光电技能的脉息丈量原理

1 导言

脉息丈量归于检测有无脉博的丈量，有脉息时遮挡光线，无脉息时透光强，所选用的传感器是红外接纳二极管和红外发射二极管。用于体育丈量用的脉息丈量大致有指脉和耳脉二种方法。这二种丈量方法各有优缺点，指脉丈量比较便利、简略，但因为手指上的汗腺较多，指夹终年运用，污染或许会使丈量灵敏度下降；耳脉丈量比较洁净，传感器运用环境污染少，简单保护。但因耳脉较弱，尤其是当时节改变时，所测信号受环境温度影响显着，形成丈量成果不精确。

2 脉息信号的拾取

脉息信号拾取电路如图1所示，IClA接为单位 增益缓冲器以发生2.5V的基准电压。




红外接纳二极管在红外光的照射下能发生电能，单个二极管能发生O.4 V电压，0.5 mA电流。BPW83型红外接纳二极管和IR333型红外发射二极管作业波长都是940 nm，在指夹中，红外接纳二极管和红外发射二极管相对摆放以取得最佳的指向特性。红外发射二极管中的电流越大，发射视点越小，发生的发射强度就越大。在图l中，RO选100 Ω是依据红外接纳二极管感应红外光灵敏度考虑的。R0过大，通过红外发射二极管的电流偏小，BPW83型红外接纳二极管无法差异有脉息和无脉息时的信号。反之，R0过小，通过的电流偏大，红外接纳二极管也不能精确地区分有脉息和无脉息时的信号。当红外发射二极管发射的红外光直接照射到红外接纳二极管上时，IC1B的反相输入端电位大于同相输入端电位，Vi为“O”。当手指处于丈量方位时，会呈现二种状况：一是无脉期。尽管手指遮挡了红外发射二极管发射的红外光，可是，因为红外接纳二极管中存在暗电流，仍有lμA的暗电流会形成Vi电位略低于2.5 V。二是有脉期。当有跳动的脉息时，血脉使手指透光性变差，红外接纳二极管中的暗电流减小，Vi电位上升。

由此看来，所谓脉息信号的拾取实际上是通过红外接纳二极管，在有脉和无脉时暗电流的弱小改变，再通过IClB的扩大而得到的。所拾取的信号为2μV左右的电压信号。

3 信号的扩大

按人体脉息在运动后最高跳动次数达240次/分计算来规划低通扩大器，它由%&&&&&%2A和C04等组成，如图2所示。转机频率由R07、C04、R08和C05决议，扩大倍数由R08和R06的比值决议。




依据二阶低通滤波器的传递函数，可得




按人的脉息最高为4 Hz考虑，低频特性是令人满意的。

需求阐明的是，以上剖析是在疏忽C03的条件下做出的，假如考虑C03的话，那么：

由此可见，C03没有影响频率特性的剖析，它的效果仅仅隔直。

二级扩大器兼比较器如图3所示。Rpll用以调整体系的扩大倍数，C06用以避免扩大器自激。选用二级扩大，零点漂移不很显着，在O.1 V左右。所以将比较器的阈值电压规划成O.25 V，以保证滤除搅扰信号。选用比较器的优点是能有效地战胜零点漂移所形成的影响，进步丈量的精确性。