生物醫(yī)學(xué)傳感器簡答題匯總

1、.生物醫(yī)學(xué)傳感器與一般傳感器相比，還必須滿足？1.材料無毒，且與生物體組織有良好的相容性；2.檢測(cè)時(shí)，長期接觸不會(huì)影響或盡可能少影響正常生理活動(dòng)； 3.有良好的電氣安全性 4.在結(jié)構(gòu)和性能上便于清潔和消毒，防止交叉感染。生物信號(hào)有哪些特點(diǎn)？對(duì)醫(yī)學(xué)傳感器有哪些要求？特點(diǎn)： 1.非電量信號(hào)； 2.生物信號(hào)十分微弱；3.信噪比低； 4.變化頻率低；5.無創(chuàng)傷的檢測(cè)；要求： 1.靈敏度高； 2.信噪比高；3.良好的精確性；4.響應(yīng)速度快；5.穩(wěn)定性； 6.互換性；什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？兩者有何異同？應(yīng)變效應(yīng)： 金屬電阻受力后尺寸變化引起阻值變化；壓阻效應(yīng)： 半導(dǎo)體電阻受力后電阻率變化引起電阻

2、值變化；同：都受到作用力，其結(jié)果都會(huì)導(dǎo)致電阻值的變化。異：導(dǎo)致阻值變化的原因不同，前者因尺寸變化引起，后者主要因電阻率變化引起。直流單臂電橋的非線性誤差如何產(chǎn)生？如何解決？產(chǎn)生條件： r1r1; 解決：采樣差動(dòng)結(jié)構(gòu)或恒流源供電；用傳感器靜態(tài)方程說明差動(dòng)測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)？（加圖）兩個(gè)傳感器的差動(dòng)輸出消除了單個(gè)傳感器輸出的零位誤差和偶次非線性項(xiàng)，得到了對(duì)稱于原點(diǎn)的輸出曲線并擴(kuò)大了測(cè)量的線性范圍，而且使靈敏度提高了一倍。分析哪些因素引起應(yīng)變片的溫度誤差，寫出相對(duì)誤差表達(dá)式。因素：由于金屬敏感柵電阻本身隨溫度變化，試件材料和敏感柵材料線膨脹系數(shù)不同而引起；公式： ( r / r)t tk（s -g） t

3、：電阻絲的電阻溫度系數(shù)k：應(yīng)變片靈敏系數(shù)s：試件材料線膨脹系數(shù)g：敏感柵 .簡述變級(jí)距型和變面積型電容傳感器采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)的好處。變級(jí)距型電容傳感器 :靈敏度提高一倍，非線性誤差減??；變面積型電容傳感器：提高靈敏度，減小邊緣效應(yīng)，改善非線性；采用運(yùn)算放大器作變級(jí)距電容傳感器測(cè)量電路，其輸出特性是否為線性？（加圖）是線性的。如圖，因： u0cu/ c 所以：u0c du/ s，即 輸出與距離的變化0i0i呈線性關(guān)系。壓電元件的前置放大器有哪幾種類型？作用？電壓放大器和電荷放大器；作用：把微弱信號(hào)放大； 把傳感器的高輸出阻抗變?yōu)榈洼敵鲎杩?。簡述壓電效?yīng)和應(yīng)變效應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系。同：都要對(duì)物體施加力。異

4、：壓電效應(yīng)使機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能；應(yīng)變效應(yīng)本身無無能量轉(zhuǎn)換過程，僅通過應(yīng)力改變電阻的阻值。簡述基于超聲多普勒效應(yīng)的血流測(cè)速計(jì)的測(cè)量原理。發(fā)射極片的壓電晶體在高頻電壓信號(hào)的作用下，因逆壓電效應(yīng)而產(chǎn)生高頻機(jī)械振動(dòng)，即發(fā)射超聲波。 超聲波入射到血管內(nèi)運(yùn)動(dòng)著的血液顆粒上，超聲波經(jīng)血液顆粒散射后被接收極片吸收。接收極片的壓電晶體因正壓電效應(yīng)將超聲波的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成高頻電壓信號(hào)。由于多普勒效應(yīng)使得發(fā)射和接收信號(hào)頻率產(chǎn)生頻移。請(qǐng)舉出一種具有機(jī)電能量轉(zhuǎn)換性能的物理傳感器，并舉例說明它在醫(yī)學(xué)中的作用。壓電傳感器。 基于超聲多普勒效應(yīng)的血流測(cè)速計(jì)中用到兩個(gè)壓電晶體，一個(gè)作為超聲波發(fā)射器（逆壓電效應(yīng)） ，一個(gè)作為超聲波

5、接收器（正壓電效應(yīng)）。簡述用直流電橋作為金屬熱電阻的測(cè)量電路時(shí)，電橋有何特點(diǎn)？因?yàn)榻饘贌犭娮璧碾娮柚档?，?dǎo)線的電阻值不可忽略，采用三線式測(cè)量電路。請(qǐng)解釋圖示負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的靜態(tài)伏安特性曲線的意義.oa 段：線性工作區(qū)。當(dāng)電流很小時(shí)，不足以使熱敏電阻產(chǎn)生溫升，則其電阻值只決定于環(huán)境溫度，伏 -安特性呈線性，遵循歐姆定律，主要用于測(cè)溫。ab 段：非線性正阻區(qū)。電流增大，元件功耗大，引起元件發(fā)熱升溫，熱敏電阻值下降，電壓緩慢增加，形成非線性區(qū)域。cd 段：非線性負(fù)阻區(qū)。電流增大到im，電壓增大到um，元件升溫加劇，阻值迅速減小，形成電流增大、電壓下降的負(fù)阻區(qū)段。試根據(jù)外光電效應(yīng)電子能量轉(zhuǎn)換公式：

6、h =1/2mvo2+解釋外光電效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理。光電子能否產(chǎn)生， 取決于光子的能量是否大于該物體表面的逸出功，不同的物質(zhì)具有不同的逸出功。 入射光子的能量必須大于溢出功，才能使電子有足夠的動(dòng)能逸出表面，電子逸出表面具有一定動(dòng)能， 會(huì)有光電流產(chǎn)生。 光電子逸出物體表面時(shí)的初動(dòng)能，決定于光對(duì)于一定的物質(zhì)，電子逸出功是一定的，所以光子的h越大，則電子的初動(dòng)能越大。圖示是分光光度計(jì)的工作原理圖，它利用什么定律測(cè)出溶液濃度的？單色儀有什么作用？利用比爾定律。單色儀只允許待測(cè)溶液能吸收的單色光通過。畫出用光電法測(cè)量毛細(xì)血管血流量的原理圖，簡述其工作原理。原理： 利用比爾定理。 遠(yuǎn)紅外線很容易被 血 液 吸

7、 收 ， 尤 其 對(duì) 于 波 長 為700-800nm 的 光波，氧化和還原血紅蛋白的吸收過程非常接近，當(dāng)毛細(xì)血管中血液流量變低就會(huì)改變光波的吸收、反射和漫射，由光電轉(zhuǎn)換器探測(cè)。圖示為一液晶型光纖壓力傳感器，指出圖中a,b,c 分別表示什么，簡述工作原理。受力元件為液晶，光線承擔(dān)著傳入、傳出光線的作用，傳入光纖將入射光傳遞到液晶面，傳出光纖將液晶面反射的光線傳出到探測(cè)器。當(dāng)液晶受到壓力作用后，它的光散射特性發(fā)生變化，若輸入光源功率一定，使反射光的光通量改變。因此，反射光的不同量值反映不同的受力程度，使用光探測(cè)器接受反射光再進(jìn)行一次換能，即可得到相對(duì)應(yīng)的電壓或電流輸出。圖示是由光敏電阻和一個(gè)光源

8、組成的光電脈搏傳感器的原理圖。簡述工作原理。光敏電阻和適當(dāng)?shù)钠胀娮璐?lián)后由電源供電，光源在加電時(shí)發(fā)光， 光經(jīng)人的手指傳播到光敏電阻的受光面， 當(dāng)人手指的微血管的血流隨微血管的脈壓變化時(shí)，對(duì)光的反射系數(shù)也發(fā)生變化，使光敏電阻接收到的光強(qiáng)隨之改變。把光敏電阻被微血管反射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成指脈電信號(hào)，就可做成脈搏傳感器。圖示是一種脈搏波的測(cè)量示意圖，它是用何種傳感器測(cè)量的？簡述工作原理。圖示是透射型指套式光電傳感器，可以由發(fā)光二級(jí)管和光敏三極管組成。原理：發(fā)光二級(jí)管發(fā)出的光投射過手指，被手指組織的血液吸收和衰減，然后由光敏三極管接收。由于手指動(dòng)脈血在血液循環(huán)過程中呈周期性的脈動(dòng)變化，所以它對(duì)光的吸收和衰減也是周期性脈動(dòng)的，于是，光敏三極管輸出信號(hào)的變化也就反映了動(dòng)脈血的脈動(dòng)變化。圖示是用于測(cè)定血液ph 值的吸收型光纖ph 傳感器，圖中 a 、b 各為何種裝置？ c 為何種試劑？簡述原理。 a 是鎢燈， b 是光探測(cè)器， c 是酸堿指示劑，為固定有苯酚紅的聚丙烯酰胺微球。工作原理： 入射光進(jìn)入試劑相徑多重散射吸收，返回檢測(cè)光纖。當(dāng)溶液中的氫與酚紅作用使其酸化時(shí)，入射光中的藍(lán)綠光被吸收（是ph 值的函數(shù)），而紅光不吸收光路上的任何化學(xué)變化， 可以通過探測(cè)器檢測(cè)到的紅光的變化表現(xiàn)出來，通過檢測(cè)紅綠光之比