脈搏測量屬于檢測有無脈博的測量,有脈搏時(shí)遮擋光線,無脈搏時(shí)透光強(qiáng),所采用的傳感器是紅外接收二極管和紅外發(fā)射二極管。用于體育測量用的脈搏測量大致有指脈和耳脈二種方式。這二種測量方式各有優(yōu)缺點(diǎn),指脈測量比較方便、簡單,但因?yàn)槭种干系暮瓜佥^多,指夾常年使用,污染可能會使測量靈敏度下降;耳脈測量比較干凈,傳感器使用環(huán)境污染少,容易維護(hù)。但因耳脈較弱,尤其是當(dāng)季節(jié)變化時(shí),所測信號受環(huán)境溫度影響明顯,造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
脈搏信號的拾取
脈搏信號拾取電路如圖1所示,IClA接為單位 增益緩沖器以產(chǎn)生2.5V的基準(zhǔn)電壓。
紅外接收二極管在紅外光的照射下能產(chǎn)生電能,單個(gè)二極管能產(chǎn)生O.4 V電壓,0.5 mA電流。BPW83型紅外接收二極管和IR333型紅外發(fā)射二極管工作波長都是940 nm,在指夾中,紅外接收二極管和紅外發(fā)射二極管相對擺放以獲得最佳的指向特性。紅外發(fā)射二極管中的電流越大,發(fā)射角度越小,產(chǎn)生的發(fā)射強(qiáng)度就越大。在圖 l中,RO選100 Ω是基于紅外接收二極管感應(yīng)紅外光靈敏度考慮的。R0過大,通過紅外發(fā)射二極管的電流偏小,BPW83型紅外接收二極管無法區(qū)別有脈搏和無脈搏時(shí)的信號。反之,R0過小,通過的電流偏大,紅外接收二極管也不能準(zhǔn)確地辨別有脈搏和無脈搏時(shí)的信號。當(dāng)紅外發(fā)射二極管發(fā)射的紅外光直接照射到紅外接收二極管上時(shí),IC1B的反相輸入端電位大于同相輸入端電位,Vi為“O”。當(dāng)手指處于測量位置時(shí),會出現(xiàn)二種情況:一是無脈期。雖然手指遮擋了紅外發(fā)射二極管發(fā)射的紅外光,但是,由于紅外接收二極管中存在暗電流,仍有l(wèi)μA的暗電流會造成Vi電位略低于2.5 V。二是有脈期。當(dāng)有跳動(dòng)的脈搏時(shí),血脈使手指透光性變差,紅外接收二極管中的暗電流減小,Vi電位上升。
由此看來,所謂脈搏信號的拾取實(shí)際上是通過紅外接收二極管,在有脈和無脈時(shí)暗電流的微弱變化,再經(jīng)過IClB的放大而得到的。所拾取的信號為2μV左右的電壓信號。
信號的放大
按人體脈搏在運(yùn)動(dòng)后最高跳動(dòng)次數(shù)達(dá)240次/分計(jì)算來設(shè)計(jì)低通放大器,它由IC2A和C04等組成,如圖2所示。轉(zhuǎn)折頻率由R07、C04、R08和C05決定,放大倍數(shù)由R08和R06的比值決定。
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