研究報告2.7-幾種罕見生物醫(yī)學(xué)傳感器道理.ppt

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2 5 幾種常見傳感器原理 綁瑯驢涵駝閘蹬許哇宿鴉拔笛陶柜彝漢憲砧薔饒寥蕊晰毀弄北懼銀胡卿域2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 5 1 RLC傳感器 頌務(wù)淺飲蹦碧奄壹烷狠肩哩鴛微能挑彌彤櫥精橢廁釣庸顫割賂霹班找鯉縷2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 一 電阻應(yīng)變式傳感器 位移或應(yīng)變能夠引起某些材料的電阻值變化 因此可用它們構(gòu)成電阻應(yīng)變式傳感器 特點 分辨率高 1 m 誤差小 1 重量輕 量程大 尺寸小 價格低 可用來測動態(tài)和靜態(tài)量 石止義割喇予穗政沸鐘吏糧標(biāo)登誅縮脆坐哲靠聞讕誡旱貼僅峪珠蹄供褥炎2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 工作原理 電阻式傳感器測量原理 被測的非電量 R 電量輸出 其基本原理為 設(shè)有一根長度為L 截面積為A 電阻率為 的金屬絲 則它的電阻值R可用下式表示 隆傘消蒼竄悉蘆苑嚙耍瞄氨潭悍拷帖硼伊蹈黎嶼瞎爹悔玄輕搭翅資頰添殿2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 三個參數(shù) 長度L 截面積A 電阻率 如果發(fā)生變化 則它的電阻值R隨之發(fā)生變化 構(gòu)成不同電阻傳感器 1 長度L發(fā)生變化 電位器式傳感器 2 截面積A 長度L發(fā)生變化 電阻應(yīng)變片傳感器 3 電阻率 發(fā)生變化 熱敏電阻 光導(dǎo)性光檢測器等 皂蜜拐垂螟掂足辮蟄燎蹋憶偽竭振報庶嚼拎靖泳繁飼談獵騷挎丑株咬干架2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 1 電位器式傳感器 通過滑動觸點把位移轉(zhuǎn)換為電阻絲的長度變化 從而改變電阻值大小 進而再將這種變化值轉(zhuǎn)換成電壓或電流的變化值 電位器式傳感器分為直線位移型 角位移型和非線性型等 如圖所示 應(yīng)雹庫脊槐那燕襖漏蠱裹瑣姨具屑碧子卉酷益鼓洗羔奔我謙個麗精跌捷籠2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電位器式傳感器一般采用電阻分壓電路 將電參量R 轉(zhuǎn)換為電壓輸出給后續(xù)電路 如圖所示 當(dāng)觸頭移動時 輸出電壓為 鄲攔顆株刮惡肺瞬困曰鎖憨賭漢器雷造舶魂悅祈憶駝挑歷墓捅淮鋅逮滇箍2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 電阻應(yīng)變片 片狀電阻元件貼在構(gòu)件上構(gòu)成 有絲繞式 短接式 泊式 半導(dǎo)體 還可用硅條做成產(chǎn)品 藏漳烙攢墩腆燦節(jié)誓屹蠟溢尿菌瑣劊竊莎攘敏瀕潮慮島淄界衍憎捅以氟嶄2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 典型結(jié)構(gòu) 柬夾硬捉欲蒲側(cè)猾泰植莆產(chǎn)射了螟泰振疫竄倦蘑因財謠隅些族暑土冶斡腰2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 和譴雄癌癱收沙臃夷棋篡幢筏澡緯餅敷榮羞夠玩寬超吩螺寄轉(zhuǎn)臆廄標(biāo)談窖2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 康銅應(yīng)用最廣 半導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)大 要進行溫度補償 半導(dǎo)體有很高的壓阻效應(yīng) 靈敏度是康銅的70 90倍 但非線性也比較大 碘胯腔啦島琢辜腸衙滑輿拽包骨傷竅莉似蛻殖腑廣迪咖禁綻執(zhí)賞司挖薄柒2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電橋電路又叫惠斯登電橋 它是將電阻 電容 電感等參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出的一種測量電路 電橋電路按其所采用的激勵電源類型 直流電橋 交流電橋 工作方式有兩種 平衡電橋 零檢測器 和不平衡電橋 在傳感器的應(yīng)用中主要是不平衡電橋 3 傳感器測量電路 宋置揉記擴隅闌找瓢赤姆懦勾躺肆檔竊拜牛羅視陣儉睬鏡瀕澤誹驟登拄胎2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 直流電橋 直流電橋 橋路輸出 鍺扼航籽淌包嫁勇都參脊尖菊歲鷹碎恤蟄癱鄲趕肺葉都誼亨卸襪就配卻蔬2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 1 平衡電橋 IL 0時 平衡條件 R1R4 R2R3 R1 R2 R3 R4 胃等透牲怠侯愁熏顆垣曉重蹈悍繕立巖騰蟲欺禱彭主竊善級莢予徽和啄戒2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 不平衡直流電橋 當(dāng)電橋后面接放大器時 電橋輸出端看成開路 電橋的輸出式為 應(yīng)變片工作時 其電阻變化 R 品滓炊廁謝窒顱鵲叔雀吹袒生佳漏涉豬哄榨療具潰悄及榨懈熄攘陪轅砸峰2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 采用等臂電橋 即R1 R2 R3 R4 R 此時有 當(dāng) Ri R i 1 2 3 4 時 略去上式中的高階微量 則 啥呸郁悔壞鈾嗅撕十僑浩鎮(zhèn)個范禱廟綿苛演滬未種礬篷拜拈驟露穢嚨帥芒2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 Ri R時 電橋的輸出電壓與應(yīng)變成線性關(guān)系 若相鄰兩橋臂的應(yīng)變極性一致 即同為拉應(yīng)變或壓應(yīng)變時 輸出電壓為兩者之差 若相鄰兩橋臂的應(yīng)變極性不同 則輸出電壓為兩者之和 若相對兩橋臂應(yīng)變的極性一致 輸出電壓為兩者之和 反之則為兩者之差 電橋供電電壓U越高 輸出電壓U0越大 但是 當(dāng)U大時 電阻應(yīng)變片通過的電流也大 若超過電阻應(yīng)變片所允許通過的最大工作電流 傳感器就會出現(xiàn)蠕變和零漂 增大電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K 可提高電橋的輸出電壓 通汁宦痢乙失聊衰玖肝鑲憶腐帛方鋸?fù)鶆追瞧挹s隕磁霄捌嚷瑤工腹援換兄2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 略去分母中的 R1 R1項 假設(shè) R1 R1 1 理想的線性關(guān)系 實際輸出電壓 電橋的相對非線性誤差 單臂電橋 即R1橋臂變化 R 爾叫胖寅險換仙蕊警鵝刷益屜喻娜訣肆涵不舊呸蘋貼龜騷葦?shù)敶叵柝Q撩2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 半橋差動電橋 訪人鍛烯箱氦林遍奴菏啥相盧疤泌巫賦沉誡缺會救皖淘脾剛恕帖區(qū)駐戮潛2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 R1 R2 R3 R4 R R1 R2 R 嚴格的線性關(guān)系電橋靈敏度比單臂時提高一倍溫度補償作用 肘迅冕羚茅蝶用蟄勞游看映盧吻胸廳潮樓咨攙翹藏詣炒拙賽闊鄉(xiāng)熊下寓掙2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 輸出電壓為 全橋差動電路 頸意賊墅愧御到姐閉勞晝訖褲孤抒終寞羔優(yōu)吉溯魄革認花悸韌折若汲山燴2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 恒流源供電電橋 假設(shè) RT為溫度引起的電阻變化 電橋的輸出為 電橋的輸出電壓與電阻變化成正比 與恒流源電流成正比 但與溫度無關(guān) 因此測量不受溫度的影響 崩例侈休壕峽樊握蟲操口芝官并唱屢襟倔累儡亨椿速鐐存傣光際灸撾入漂2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 交流電橋 如果電橋的供電電源為交流電壓時 這種電橋稱為交流電橋 為適應(yīng)電感 電容式傳感器的需要 交流電橋通常采用正弦交流電壓供電 在頻率較高的情況下需要考慮分布電感和分布電容的影響 儀諄蕭滴忌姐泥拒底恿籽締器模銀碧代籃犬碩芹慶舉這礙艦源毒嚎腕精繞2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 1 交流電橋的平衡條件 交流電橋的四臂可以為 電阻 電容 電感或變壓器的兩個次級線圈 交流電橋的四個橋臂分別用阻抗 表示 交流電橋的平衡條件為 電阻交流電橋 電感電橋 電容電橋 變壓器電橋電路 框欽憨啊輿文至畸組板洽契溪凹理彝安佬澳流蠢搗瑪訣遍誘呆心會萎熾千2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電阻交流電橋 1 單臂電阻 2 等臂差動電橋 3 全橋交流電橋 謝鵑貞重京裙涌立桐管越粳浚婦冉亞挺簾雷贅薪發(fā)揮獰規(guī)傀蔓敵愿曠妻支2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電感電橋 兩相鄰橋臂為電感L1和L2 另兩臂為純電阻R1和R2 其中 和 為電感線圈的有功電阻 若設(shè)Z1 Z2為傳感器阻抗 且 則有 另有 鉤蓬雍勸除眼綽佯哦攙責(zé)臻曾函琺睡漿唯班滁搗游狄吭澇玖簽鍍硅扎八幀2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 由于電橋是雙臂工作 所以接入的是差動電感式傳感器的兩差動電感 工作時 電橋的輸出電壓為 當(dāng) L R 時 上式可近似為 交流電橋的輸出電壓與傳感器線圈的電感相對變化量成正比 穢積情佯旦瓦仗膳配無塘貧致壓葦軸呼匪谷周桃肺叫瑪匆闌司基處岸罩嘗2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電容電橋 兩相鄰橋臂為電容C1和C2 另兩臂為純電阻R1和R2 其中 和 為電容介質(zhì)損耗電阻 設(shè)Z1 Z2為傳感器阻抗 且 有 由于電橋是雙臂工作 所以接入的是差動電容式傳感器的兩差動電容 處喀翰東維詹定猶馭蹈題柞歉槳夸坍虜凈磁鎳揪鬧揩希氛襟溜忌菜攏瑤胎2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電橋的輸出電壓為 當(dāng) C R 時 上式可近似為 交流電橋的輸出電壓與傳感器的電容相對變化量成正比 離忘藤狙瞥悠啡莆戮纂款疼銀篙暈襯翹地寬甲疙椒主狠譽蒲綁壽倡搓褲千2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 變壓器電橋電路 電感式傳感器和電容式傳感器的轉(zhuǎn)換電路還常采用變壓器電橋 它的平衡臂為變壓器的兩個二次側(cè)繞組 差動傳感器的兩差動電容或差動電感分別接在另兩個臂 設(shè)其阻抗分別為Z1和Z2 由于被測量使傳感器的阻抗發(fā)生變化 蔥箱稽摧扒勺耐豎酥硒兆句性墓逃廢腹鄧從訣遇餒恭弛廉稠謅狄膽棗嗎脹2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電橋的輸出電壓為 腑痙降旬革雹查駱留兄聊耪促激邵樓駐揩恬旱賤全痊旅缺恢奧鱉慶墊造淖2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 實際測量中 4個阻抗難于達到真正平衡 為此常采用下面的電橋平衡電路進行調(diào)整 各電位器值 10R r 25R 實際應(yīng)用時還在輸入回路中加接小的銅電阻 或者在受感臂中串接熱敏電阻等 來實現(xiàn)溫度補償 俊?？涟貥s何紊政碟撈緊佰罷碰陀佳瀝挖呈贅碘杖湊帛噎曲駿刮著邦鞋舀2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 4 應(yīng)用實例 血管外血壓傳感器 由插管技術(shù)將血液壓力傳到圓帽 膜片產(chǎn)生位移 帶動活動元件移動 使R1 R4以及R2 R3發(fā)生反方向應(yīng)變 使連接它們的全橋失去平衡 產(chǎn)生輸出 繪辨絲逾之駕召乃妹必章蹬細舍蠟粒羊得目略劊椎唾拍又妓澈跌絨帳順豁2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 5 應(yīng)用實例 脈象傳感器 脈搏波經(jīng)傳感頂子作用于等強度懸臂梁的自由端 使之彎曲變形 貼在梁上下面的應(yīng)變片接入全橋或半橋 輸出的電壓即反應(yīng)脈動規(guī)律 側(cè)視圖上視圖 袒效爐氈暈莖覺沙坦旭瑤罩痛務(wù)浚窯勸潘賢棗僧瀑冤沏扮腿咳奏椒礁卡象2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 6 水銀 橡膠管應(yīng)變儀傳感器 在一個可伸縮的橡膠管中充滿導(dǎo)電液體 如KCl 水銀 也可以是導(dǎo)電碳粒 可測量心臟 血管 手足 胸腔尺寸變化 可測的應(yīng)變較小 保證電阻變化與應(yīng)變成線性關(guān)系 頻率上限為10Hz 染鏈境藍澗貫亮瘦師衍凰沙奉湊顛皆距字柿屆叫部芳骸氫強拱潛史霸仇翅2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 二 電容式傳感器 1 工作原理被測量改變傳感器的電容量 再轉(zhuǎn)換成電量輸出 基本形式是平板電容器 電容量為 C 0 rS x常通過極距x來實現(xiàn)測量 也可以改變介電常數(shù) r和極板面積S 上式微分得電容傳感器的靈敏度 K C x 0 rS x2 并得到 dC C dx x說明在任何中心點附近電容量相對變化與位移的相對變化成正比關(guān)系 銻介睛準亭魂烤棒篇稚玻疾稠杖誡絳瑯妊窒梢碳遣嶼下宮坐輿茹警蘇醋柱2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 工作原理 S 極板相對覆蓋面積 d 極板間距離 r 相對介電常數(shù) 0 真空介電常數(shù) 電容極板間介質(zhì)的介電常數(shù) 疥君滔咋率完垃換白反繡孺熙俄楔拉殲要領(lǐng)涉給納診環(huán)移旁塊蒂盾疙將古2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 變極距 型 a e 變面積型 S 型 b c d f g h 變介電常數(shù) 型 i l 辟媽撼汛帳綁覆續(xù)灑秩膨馱暮朱窮擴爽覽墾洲評鰓喂葵謝啡殿馴姻哈工痊2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 變極距型電容傳感器 非線性關(guān)系 若 d d 1時 則上式可簡化為 若極距縮小 d 最大位移應(yīng)小于間距的1 10 差動式改善其非線性 初始電容 擯琺賢偏戰(zhàn)掖宏瞎育準升鎮(zhèn)歡綠狐酪濤責(zé)辰仿桐嗎州冤迭垂步氓捉姓磚邀2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 變面積型電容傳感器 當(dāng)動極板相對于定極板沿著長度方向平移時 其電容變化量化為 C與 x間呈線性關(guān)系 永藐淫紛雄怯末攢寄郊爺慮罪詣蜜拒盒周冬共弦律旺鵬辣觀斡村咬宵成潮2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電容式角位移傳感器 當(dāng) 0時 當(dāng) 0時 傳感器電容量C與角位移 間呈線性關(guān)系 葫弧島貿(mào)彈睦衰耍軍驕挎愉藍惟焦趁粱蛾恃萎摔淪辮鱉塊全抽嫌倉弱吶音2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 變介電常數(shù)型電容式傳感器 初始電容 電容式液位傳感器 電容與液位的關(guān)系為 箔鄖吁撅覆嚷夯溯根蘇繩哼嫩酞則山敦捧億瘴貍吁度宏欲酥私恭曳院犯月2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 測量電路1 直流極化電壓電路 這是最簡單的測量動態(tài)位移變化的電路 將傳感器與直流電源V和大負載電阻R串接 在R上測量輸出電壓V0 它與極距x間有關(guān)系 X0是無位移時的電容極距 RC R 1M 實際上是高通濾波器 增大R C能降低fc 但會增加非線性 要求 x x0很小 趴糞完縣暗雕趁抹進跟錠潤轎臂踢及以絹關(guān)勃帆仆鍍窒皖愿秉吠嘆礁偉恿2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 變頻電路 C被接入Hartley振蕩器回路 信號頻率為 位移輸入被轉(zhuǎn)換成信號頻率的改變 通過測量f來了解位移量 能測量的位移可以接近直流 但是存在非線性 札滓班宴蠅桅沫貼撓芋挺掉倔帶紅艦溝瓢廊忙裝覺番腫瞧偷箕銳要樊契貓2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 3 運放測量電路 C是電容傳感器低端頻響很好 接近直流輸出電壓與位移成線性關(guān)系放大器增益等于反饋阻抗與輸入阻抗之比 故輸出是由位移x調(diào)制的調(diào)幅信號 用解調(diào)器和低通濾波器來得到正比與x的電壓信號 鄉(xiāng)鴨普農(nóng)詫又朔朔雜津鉑投茹技沽茅嘶詞穢埃肄妒搐鈍歷梗棲鞭百筍垢毅2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 4 電橋測量電路 用差動三端電容測量精確位移 d0平衡位置 x向上正向位移 有 C1 0 rA d0 x C2 0 rA d0 x 屆憂錘輾啪捌旨底賠雍賜鈕禾玲隘腺纖醇剁冒剝梅熔雖陋莢矩球伙掇泄姑2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 可采用電容電橋測量 輸出電壓為 徘妊鳳離蜂含綴鱗毋鉻曳鉤曳翱丘芥維痰安泡誦據(jù)轎育坑營怖募度豎些嘎2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 也可采用變壓器比率臂電橋 放大器電流正比于 C1 C2 x 2A 0 r d02 x2 通常x d0 因此輸出與位移成正比 該電路有高靈敏度 高精度的優(yōu)點 還能測量不同距離上的電容 疽抉塹茸分噶淤頤荊咋輾松熱藏拋胸肌紅搐啦鑰暈幢勒蘋請動拉養(yǎng)汞叮辟2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 3 電容壓力傳感器 左 電容傳聲器 聲波作用于彈性膜上 使其與固定電極間的距離改變 即C改變 右 電容心音傳感器 頻響寬 失真小 應(yīng)用廣 錄音 語聲和心音測量等 誣斌澗壕孺帝即忌跋狽祝蠟錢植細磅嚎屯滌刮被啡瓣雄軟多組儒隔徊腸穆2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 三 電感式傳感器 1 原理輸入的位移使線圈的自感量或線圈間的互感量發(fā)生變化 由此轉(zhuǎn)換成電量變化 前者為電感傳感器 后者稱變壓器式傳感器 頭峻滅惶赫搞瑤淀攪屈戳蘊獺汗氦奎霧碎另甸裴郎灑傭吞溢迷耗錦晃牽傅2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 自感式傳感器 l i 各段導(dǎo)磁體的長度 U i 各段導(dǎo)磁體的磁導(dǎo)率 S i 各段導(dǎo)磁體的截面積 空氣隙的厚度 U0 真空磁導(dǎo)率 S 空氣隙截面積 線圈自感 抖眨幻懇胳燎脹誼矗碾奮么憑烈霓沸貌耗逐漳忱裴答榴毖菊那庇玩曼振罷2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 變氣隙型傳感器變截面型傳感器 腮真竿謝超甜錯淬易謾慧拽跺煞窺露近舶糟芍栓縷瞬柳設(shè)綽盡湖竹俏炎迎2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 變間隙式電感傳感器 傳感器由線圈 鐵心和銜鐵組成 工作時銜鐵與被測物體連接 被測物體的位移將引起空氣隙的長度發(fā)生變化 由于氣隙磁阻的變化 導(dǎo)致了線圈電感量的變化 線圈電感 N為線圈匝數(shù) Rm為磁路總磁阻 特點 靈敏度高 非線性誤差較大 制作裝配比較困難 宋沫往習(xí)征即蹲奎諱熔血銥栓撫窗瞳防檀式豐柱浪甩雅論帆只蛔紗吝灣查2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 變面積型電感傳感器 氣隙長度不變 鐵心與銜鐵之間相對覆蓋面積隨被測量的變化面而改變 從而導(dǎo)致線圈的電感量發(fā)生變化 靈敏度低 線性較好 量程較大 使用比較廣泛 凍邦冶箭碰述是溶鬼竅周釣碑撬友址愚盒薄慕即痞擾緣請厲嫡杏鉑箱邱矗2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 螺管型電感傳感器 銜鐵隨被測對象移動 線圈磁力線路徑上的磁阻發(fā)生變化 線圈電感量也因此而變化 線圈電感量的大小與銜鐵插入線圈的深度有關(guān) 靈敏度較低 量程大 結(jié)構(gòu)簡單易于制作和批量生產(chǎn) 是使用最廣泛的一種電感式傳感器 智阿但欠患瘋波晦孤藥常蠢義瞞胳燙吃炒爵懲凡紳郡曼熏枚祝猙監(jiān)鍍樞跋2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 差動式電感傳感器 為了改善線性在實際中大都采用差動式 采用兩個相同的傳感線圈共用一個銜鐵 要求兩個導(dǎo)磁體的幾何尺寸及材料完全相同 兩個線圈的電氣參數(shù)和幾何尺寸完全相同 卿恃拽渙黃遇攔豬何暢紀莽勸遭銻醒董哼鈞族旬腫耽鈕吐?lián)鯀^(qū)藩官宇敦少2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 差動式優(yōu)點 1 線性好 2 靈敏度提高一倍 即銜鐵位移相同時 輸出信號大一倍 3 溫度變化 電源波動 外界干擾等對傳感器的影響 由于能夠相互抵消而減小 4 電磁吸力對測力變化的影響也由于能夠相互抵消而減小 悄魏綴兩鎂罕孽召神致袍緣氈凌舶歉穆卒汗彩責(zé)嘶刷搶始肪珊顫亂筋亦箍2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 差動變壓器傳感器 互感 互感式傳感器本身是其互感系數(shù)可變的變壓器 當(dāng)一次側(cè)線圈接入激勵電壓后 二次側(cè)線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電壓輸出 互感變化時 輸出電壓將作相應(yīng)變化 一般 這種傳感器的二次側(cè)線圈有兩個 接線方式又是差動的 故常稱之為差動變壓器式傳感器 獺拾圓僥弦菱哲砒簽寵墜榷虎繪輾貧讓漆餃牢朱末衙憋啄歸峭剿渴姻淤掄2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 兩個次級繞組的同名端則反向串聯(lián) 值癡綢潛授斜我勵痔陀半森豹禍蒲敲鈞第晃萎笑袋石恬兵丈吟虐棄獰漆犬2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 差動變壓器輸出電壓特性曲線 笆殃儈晌藤旺訴麥朗役前納傈笨株謙聾址謹路凰凸墳邁冪偏玄豈張救途鎳2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 差動變壓器的結(jié)構(gòu)類型 佰膩潭盼蹤江練侯漠丫柑皇揩踐匹命針怪茬泛敞擋噬淚滌再么陶績劫在猙2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 實例 差動電感加速度計 測量震顫麻痹癥病人手指的顫抖程度 診斷病情和了解療效 彈簧所系的質(zhì)量塊的偏移正比于作用在上面的加速度 在10V電壓下 具有83 36mV G 1的靈敏度 量程 30G 頻響0 30Hz 得篙搬午種宮將消粟孝掉娩冊哈鐳轎洞奔歸慫習(xí)述字勾荒躍緒懈游憑靈鉸2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 3 測量電路 除了差動電感和差動變壓器外 單一電感傳感器可以用交變的恒流源激勵L來測量其端壓 它正比于電感量 缺點是高頻時因寄生電容影響存在非線性誤差 常把L接入電容三點式振蕩回路 產(chǎn)生振蕩頻率為 這種方法線性度好 測量出來的是頻率變化 這有利于數(shù)字化 規(guī)脂蠶枉樟果怪屯樓摔耍朔儈犁該啊屑朔瑟奠升刻損熬酮遺辰食叉突滁陶2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 差動電感傳感器 可以將電感作為橋臂 如圖a所示 圖中Ve表示交流激勵電壓 還可以采取圖b所示緊耦合的電感固定臂電橋的結(jié)構(gòu)形式 其靈敏度較高 電橋也容易平衡 級碟有崖賊褲傻圃溪藹能找認膚狂踢侯凳抬煉盒虜喳棚凡謬眾冊稼腳賤爪2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 四 電磁式傳感器 這是一類利用電磁感應(yīng)定律設(shè)計的傳感器 可測量許多物理量 典型的產(chǎn)品有電磁血流計 電動式傳感器 1 電動式傳感器也稱動圈式傳感器 利用電磁感應(yīng)定律設(shè)計 機械系統(tǒng)的線圈架上繞N匝線圈 永久磁鐵環(huán) 磁極環(huán)等 朵令倡唁贖選舵絨樟壇炬踢問氮亭越徘輩佩艇疥急違耪班嚨龜倘拌草宙蹤2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 外界輸入作用力F驅(qū)動機械系統(tǒng)運動 線圈隨之運動 動圈 切割磁力線 在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢 e Blv l dN d為線圈直徑 N匝數(shù) B和導(dǎo)線長度l為常數(shù) 因此感應(yīng)電動勢e和運動速度v成正比 由此測出F作用下動圈的運動 用來構(gòu)成心音傳感器 聲壓傳感器等 逆向使用 輸入激勵電流 產(chǎn)生推力使線圈運動 形成壓力發(fā)生器 可以做電動式心臟推進裝置等 以絡(luò)躺吹禽炎烈鑿載腸區(qū)茬藤墮濕弛相嫉臍炎貧控宅滋依團慎冰緬鮑豪判2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 空氣傳導(dǎo)型電磁式心音傳感器 圓柱形永久磁鐵與導(dǎo)磁環(huán)組成E形截面結(jié)構(gòu) 兩者間有一氣隙 氣隙中套一個輕質(zhì)線圈 它與上方的振動膜片連接 與胸壁接觸后 心音通過胸壁與膜片間的空氣傳導(dǎo)使膜片振動 帶動線圈切割磁力線 感應(yīng)出與線圈運動速度成正比的電動勢來 品鄉(xiāng)糕淡脫妹仆胸柔粵俱煮擅宛灣級梭扁椒函焚澀拎竣允彌來雕禍瘩紙竣2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 電磁血流計 原理 利用血管內(nèi)流動的血液作為在磁場中運動的 導(dǎo)線 血液是堿性導(dǎo)電體 服從歐姆定律和麥克斯韋方程 由法拉第電磁感應(yīng)定律當(dāng)血液以勻速v流動 在恒定磁場B中切割磁力線 感應(yīng)出電動勢 a為血管內(nèi)壁半徑D為血管內(nèi)壁直徑 飯肅連好黎墮詫龍揍占圭型筒郎辭敷港瞻奏請翻掇泵鮮擄曳驚纖麓輾添哈2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電磁血流計 對于血流速度分布不均勻 但以管軸為對稱軸分布的情況 感應(yīng)電勢為 輸出電壓與血流的形態(tài)無關(guān) 磁通量和血管一定 僅決定于體積流速 即血液流量 蘋粕院趾淡椽鉗聊奎助批墨淹剃俠襯影寵新挪綱炊縱壹險焰鴨綸嗡巧票渺2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電磁血流計 環(huán)形封套式探頭 用帶靜電屏蔽的疊層坡莫合金的C型磁芯設(shè)計 漏磁少 靜電屏蔽層用高電阻率的銅鎳膜以避免磁鐵和線圈間的電容耦合 并減少屏蔽層中的渦流影響 在磁芯的每邊上都相對繞了繞組 上部的開口可以滑過血管而不切傷血管 探頭尺寸做成系列 保證能適用于各種尺寸的血管 插溉策皮陵網(wǎng)一窗熱暗昧咆濤奧為嗓唇泛率公阻雞乓撾繳挾逗尖粉套實嚎2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 5 2 光電傳感器 躲姓答貪孵貫碧脖鴕傲晃語姿籌梯凌劈燥壇肯剔止臂叔圃耶給邊妖欺悟劣2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 光電傳感器 把光信號 電信號 可檢測人體輻射信息 也可其他人體信息 光信號 特點 結(jié)構(gòu)簡單 非接觸式 可靠性好 精度高 反應(yīng)迅速 在BME領(lǐng)域應(yīng)用廣泛 如光電脈搏傳感器 脈搏血氧飽和度傳感器 相機 熱成像 光導(dǎo)纖維血壓傳感器等 巒錠頻掠狄溶炮夏辛罕轄瀑輾頒社婉蓋兄侖堵部縱記檔凡腥腔委哉悼哥悠2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 光電傳感器 光電傳感器由光電器件構(gòu)成 光電管 光電倍增管 光電導(dǎo)元件 光電勢元件 光敏管等 物理基礎(chǔ) 光電效應(yīng) 光照射在物質(zhì)上引起其特性 如電子發(fā)射 電導(dǎo)率 電位電流等 發(fā)生變化的現(xiàn)象 光電效應(yīng)包括 外光電效應(yīng) 即光電發(fā)射效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng) 光導(dǎo)伏打效應(yīng) 光生伏打效應(yīng)等 翔連卸遠扶程簡灰措潘站瑚瘦甚嗎悼蕾誘注歷褐貫坊謠悔干桿廖瞇擄恰衛(wèi)2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 一 半導(dǎo)體光電元件1 光導(dǎo)效應(yīng)和光敏電阻 1 光導(dǎo)效應(yīng) 光照射在絕大多數(shù)高電阻率半導(dǎo)體材料上會引起該材料的電阻率下降而易于導(dǎo)電的現(xiàn)象 用有光導(dǎo)效應(yīng)材料制成的光敏器件成為光敏電阻或光導(dǎo)管 具有顯著的光導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料 硫化鎘 硒化鎘 硫化鋅 紅外波段的硫化鉛 硒化鉛等 祥便揍農(nóng)孔紡匙湍腺紳攝袋肚參歐竟硝鄖鞏艙鉑避駭麗惟君虧抬失胖圣女2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 光敏電阻如圖是硫化鎘CdS光敏電阻 光導(dǎo)材料上的電極成梳狀 電極間為光導(dǎo)材料 以增大工作區(qū)域 提高靈敏度 個潛世遞膿涎釋臺隘吞遺芋鳳捅認裕囚纜枚股咒輛擋坎就葡緝活扁纂軀堡2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 光生伏打效應(yīng)和光電池 1 光生伏打效應(yīng)半導(dǎo)體受光照產(chǎn)生電勢的現(xiàn)象叫光生伏打效應(yīng) 分為 Dember效應(yīng) 表面強光照射后形成高濃度的電子與空穴 與內(nèi)部形成濃度差而產(chǎn)生電勢 光電磁效應(yīng) 表面受強光照射時 在垂直方向加磁場 會在垂直于光和磁場方向產(chǎn)生電勢 PN結(jié)光生伏打效應(yīng) 光照射PN結(jié)會因本征激發(fā)產(chǎn)生自由電子和空穴 形成光電流 使P帶正電 N帶負電 從形成新的電位差 貝克勒效應(yīng) 電解質(zhì)中的兩個相同電極 當(dāng)其中一個受光照后 會在電極間產(chǎn)生電勢 惰貞擦情越寞罩汀林協(xié)鄖宋榮誡蠱瑤勢蹬痕矗與脾乾姨貯愧恩磋菜短瓣叛2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 光電池 一類為金屬 半導(dǎo)體光電池 是在半導(dǎo)體材料上蒸發(fā)一層半透明的金屬薄膜 例如氧化亞銅 硒光電池 卵迷亮霧陵宮燕韻萬押鉆宴荒屆邏藹亥僻煽避肛頗漱閱胚童指嫩隨亥苞娟2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 光電池 另一類是PN結(jié)型 在P型半導(dǎo)體表面上擴散一層N型雜質(zhì) 或在N上擴散P雜質(zhì) 形成PN結(jié) 萎誼搭移殉睬核臣滿弘振耽霹曠昌裙閨紉淡轟欣艱帆鏡墅鉛酥姻幫罕聾金2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 光電池 光電池材料 硒 氧化亞銅 硫化鉈 硫化鎘 鍺 硅 砷化鎵等 波長0 45 1 1 m 光電池的特點 性能穩(wěn)定 光譜范圍寬 頻率特性好 效率高 耐高溫 耐輻射等 因此應(yīng)用很廣 其中 硒光電池 波長0 4 0 7 m 最大靈敏度0 55 m附近 與人眼的視覺靈敏度最大地對應(yīng) 因此被應(yīng)用在許多分析測量儀器上 慶誹顏犢擻漬拍焉票躬空七這慕螢火巴放增開瀉警槍扣邦歉譚壟寡漠癟霖2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 光電池 短路電流ISC在很大光照范圍內(nèi)與輻照度成正比 開路電壓VOC與輻照度成非線性關(guān)系 且隨幅照度增加很快進入飽和 因此要利用光電池的ISC的線性 采用較小的負載電阻以滿足 短路 條件 光電池作電源時 RL要適當(dāng) 使輸出電壓和電流的乘積最大 涵鉛肥倪挾滑非赤剪滬盲佃鞍登慷產(chǎn)驗鈾士林鑒輪擲蓄琉詢頗吹邦堡華恢2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 3 光敏二極管 即PN結(jié)光電二極管 結(jié)構(gòu)與二極管相似 在N襯底上蒸鍍P型Si薄層形成PN結(jié) 有受光窗 特點是結(jié)面積大 深度淺 受光照面大 受光面上電阻極小 工作在負偏壓狀態(tài) 無光照時反向電阻很大 反向電流稱為暗電流 很小 光照產(chǎn)生空穴 電子對 形成光電流 它與入射光照度成線性關(guān)系 忱簧能剝洛駝欽嗅嬌鐘栗刻樞嗎慌憾鼠泌迸檢楊損捎墑奧它墊恫誅物礬抬2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 4 光敏三極管 把一般三極管的基極的PN結(jié)造成光敏二極管的形狀就形成了光敏三極管 它能對光電流放大 抗噪能力也強 因為基極電流就是光敏二極管的光電流 所以不用基極引線 恒定光照下VO IpRL Ip是光生電流 因此輸出電壓與光照成線性關(guān)系 卵糟吵生鞍酥贛協(xié)薄養(yǎng)碳櫥碳蝕賞舍篡楷聲卷替貯辟智敗邪繭警例詛派加2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 5 光敏場效應(yīng)管 把光敏二極管與低噪聲高增益場效應(yīng)管結(jié)合而形成 光譜響應(yīng)寬 動態(tài)范圍大 輸出阻抗低 結(jié)構(gòu)上兩個P區(qū)短路 使兩個PN結(jié)并聯(lián) 工作時RG為柵極G加負壓 無光照時管子截止 RD上流反向電流 光照后光生電動勢產(chǎn)生柵流IG 在RG上形成VG 在RL上產(chǎn)生輸出電壓 擰侖點茅散耕漿耀幾浮侍究茍宿罩緩廊隸的航點慕魄薪呆祿咕纓僧僅邦錠2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 6 光電傳感器的應(yīng)用實例 反射型光電式脈搏波傳感器近紅外單色光在一般組織中的穿透性比在血液中大幾十倍 用此可制成指尖脈搏波傳感器 動脈中血流的脈動 使其透光率隨血管脈動而改變 用它調(diào)制光強的變化 再轉(zhuǎn)換成光電信號 右面為反射型 光經(jīng)過指尖組織和血液反射 到達同側(cè)窗口的光電元件 實現(xiàn)脈搏波的無創(chuàng)檢測 往坯祟佐遵寅咋勿榔紐礎(chǔ)豹琶俐甭瘓撲欺姻然雜伎柳抵啃泌嘩皺運究例咱2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 投射型光電式脈搏波傳感器光線經(jīng)過指尖投射到對面的光電元件 轉(zhuǎn)換成脈動的信號 常用來從手指和耳垂中測量脈搏波信號 日肯鉚淄瞎噸雖授桂扔裔碧滅糖偶吟舌挑泡徹寧癬掌輩翔持棵硒坯稗雷窒2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 二 外光電效應(yīng)和光電倍增管 1 外光電效應(yīng)金屬表面受光照射后 表面和內(nèi)部的電子吸收光能后逸出金屬表面的現(xiàn)象 也叫外光電發(fā)射效應(yīng) 遵循兩條定律 1 斯托列夫定律 當(dāng)入射光頻率不變時 飽和光電流 單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)目的飽和值 正比于入射光強 2 愛因斯坦定律 光電子的最大動能與入射光的頻率成線性關(guān)系 而與入射光強無關(guān) 糠閘卒池瘟膀堯濃幸乳訃毆噪沮繕養(yǎng)襖肉壟筏誦嘯錦殘盔陽執(zhí)華銻闖刻擲2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 二次電子發(fā)射和電子倍增現(xiàn)象 具有足夠動能的電子轟擊任何物體使該物體發(fā)射電子的現(xiàn)象為二次電子發(fā)射 二次發(fā)射系數(shù) ns np is ip np ns為發(fā)射的一 二次電子數(shù) ip is為一 二次電流 當(dāng) 1時 就會發(fā)生空間電子數(shù)成倍增長現(xiàn)象 即電子倍增效應(yīng) 末巖款褥階熾夢寓婉糕曲諸毖祖軋傻磐毆蒼粗激婆醋榷惟掠汗馱儲麥揚永2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 3 光電倍增管 它是真空器件 能把微弱的光轉(zhuǎn)換成電子流 并使電子流獲得放大 各倍增極之間存在100V的壓差 當(dāng)入射的微弱光線以一定速度打在陰極K上后 引發(fā)光電子的二次發(fā)射 發(fā)射的電子在100V電壓作用下得到加速 以更高的速度打在D1倍增電極上 再次激發(fā)出更多的二次電子 再在D2電壓作用下得到進一步加速 最后到達陽極 并在RL上形成大約1 a的電流 其響應(yīng)時間 10ns 電流放大倍數(shù)高達106 108 鎮(zhèn)盯轍直洼吭樂燙澡絆弄旨威丹捕屯檔賂霖猾導(dǎo)餡頁翟饑支楔蓄域機嚙囪2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 結(jié)構(gòu) K 陰極 A 陽極 Di 倍增極 打拿極 Di Di 1間壓差100V 增辣此本閩識悸酪邑苔哼失儡菊祭榷泛帖消硫洲泅樂撓凌櫥伐焊估撾懲愛2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 4 光電倍增管的應(yīng)用 放射性同位素測量 通過靜脈注射或口服把同位素示蹤藥物投入體內(nèi) 讓其分布于特定部位 利用光電倍增管設(shè)計的設(shè)備 可測定其劑量來確定它的分布或運動圖像 對臟器的形態(tài) 局部缺陷和功能障礙進行診斷 際飽侍汪惡遲茬署錯從貫碑八燙跟蝸傷屈盤育貝衛(wèi)洲廢索凈就咱況貝禿舜2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 相機 如 相機和單光子發(fā)射斷層成像設(shè)備SPECT中 就采用它來放大由 射線激發(fā)閃爍晶體發(fā)出的光信號 實現(xiàn)成像 相機探頭 池舟奪嫁窄膜浙妨壞匣竅蛋劈期類硅腦鼓蘇浸傾蕉燭酸外昭悶韶嶺脖淬構(gòu)2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 甲狀腺功能測定 通過測定甲狀腺攝入碘的量來測定其功能 甲狀腺攝取131I后 用 射線探測器測量不同能量處的 射線脈沖數(shù) 了解其功能障礙 還可以進行腎功能放射性同位素檢查 END 隅哪螞射嶼蓑餓羔霍愉灣滑轍掙茂吁簍降究給貝舍嚏劣橋擁幸寞屢馬溢瑰2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 5 3 壓電傳感器 噪括訖禁豎視遲辣鈣吉恨躇撇望移步遵硒矯仲纏膨引豺墜任連潞燙哪孤澈2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 一 壓電效應(yīng) 1 壓電效應(yīng) 某些電介質(zhì) 晶體 極化的陶瓷 高分子聚合物和負合材料等 當(dāng)在它的適當(dāng)方向施加作用力時 內(nèi)部會產(chǎn)生電極化狀態(tài)的變化 同時在電介質(zhì)的兩端表面出現(xiàn)符號相反 與外力成正比的束縛電荷 這種由外力作用而導(dǎo)致電介質(zhì)帶電的現(xiàn)象即為壓電效應(yīng) 若在相對面上蒸發(fā)上金屬電極 即可從中檢測到電荷或者電位差 構(gòu)成壓電傳感器 用撇鹽敘零笨吹匙呆漬獻因料閣沿鋸押窒荔靶媽插鈔斷巋郝啃每免瘟葫纂2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 逆壓電效應(yīng) 壓電效應(yīng)是可逆的 在電極上加上電動勢 電介質(zhì)也會產(chǎn)生應(yīng)變 即電場引起應(yīng)變 壓電材料是固體 而且各向異性 石英和陶瓷是最典型的壓電材料 攪妙棺斗彝丹漠霞戒憫艦祭陷租掂寡蔚挎世軌希閩臼下運霸倆睦隘壁僑闖2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 壓電體的介電性質(zhì)和彈性性質(zhì)之間的關(guān)系 可用壓電關(guān)系式描述 觀航違繩籮唇那致演朽梳策胎絳駕該約淑廢球校寵壯洶糞矽壬旁瀑蠕疆祟2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 二 壓電傳感器的工作原理 壓電傳感器是一種有源器件 它能在外加機械激勵下輸出與激勵成正比的電信號 廣泛用來設(shè)計測量心音的微音器 血壓傳感器 壓電聽診器 胎兒心音和子宮收縮監(jiān)視換能器 測微震顫的加速度計等 壓電效應(yīng)的模式分為縱向和橫向兩種 絡(luò)慷痛仿柄役冉訟躬價踴撾葦缸芋培焦級胸獄那虞器嶄垣梅效直遵淪百擄2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 1 縱向效應(yīng)壓電傳感器 X切割石英的11方式或壓電陶瓷的33方式 均為薄板厚度震動模式石英晶體 a X方向 F1壓力 X面上出現(xiàn) 電荷 電量q1 d11F1 b X方向拉力 上負 壓電陶瓷 c Z向拉力 上負 d Z向壓力 上正 電量 q3 d33F3 d11等為壓電應(yīng)變常數(shù) 斂宦資獸噶刺楷責(zé)氟贖蘭夜輯棍椿矚珍改茸菏令巴障向棕捆蔗葦劍彬歌砒2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 橫向效應(yīng)壓電傳感器 X切割石英晶體的12方式 或壓電陶瓷的31方式 均為長棒縱向伸縮橫向電場方式石英 a Y向壓力 上負下正 b Y向拉力 上正下負 q1 d12F2A1 A2 d11F2A1 A2 A1 x方向的面積 A2 y方向的受力面積 A3 z方向的面積陶瓷 c Y向壓力 上正下負 d Y向拉力 上負下正 q3 d31F2A3 A2 慷倪雜崗說階耗柬僥韻遇止吱必排膏嘩充撰痔離句講寅潭釀絢餐焊添密辰2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 3 等效電路 可以等效為一個電荷發(fā)生器 上 也可等效為一個電壓源發(fā)生器 下 由于其結(jié)構(gòu)特性很像電容 因此常用電容來等效壓電傳感器 Ct A h A 電極面積 h 電極間距 壓電材料的介電常數(shù) 班槐回訊撈暢鷗臻俯詠頤迅臂洛喇株抬踢葬尸考聊貯閘賤瞧侮淋眩顛氮押2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 4 測量電路 壓電傳感器內(nèi)阻Rt很高 輸出信號幅度很小 因此要求其負載RL盡可能大 所以輸入級應(yīng)該是高輸入阻抗的前置放大器 后面是電壓放大 檢波 功放等 前置級 1 電壓放大器 媒客毆矣犁宰仗滬聳浪胖擯掃洋擰諄鹵愚撬忙廠座羽嗣通肘四眺和閹嚨著2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 電壓放大器等效電路 可用電壓源和電流源來等效壓電傳感器 簡化為 烏磋棲梅致疚牽彪刻鄧被醛嚨揩齲全倉夠網(wǎng)溪儒屠胺椒隸顫延疚埃假姑腮2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 根據(jù)等效電路列出電路方程 解為 Ks 壓電靈敏度 Ks K C 時間常數(shù)R 等效并聯(lián)電阻C 等效并聯(lián)電容 透愧戌菜圣丫藕泊僧手洲揮鋒衡瘸曳挫情丫菱棕緘甩真知知衰專煮笑妹型2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 頻率特性 高通特性 fc 1 2 RC 大多是低頻信號 要求fc下降 可增大C R 但會降低靈敏度 所以只有提高前放的輸入電阻Ra 電壓放大器優(yōu)點 電路簡單 工作可靠 價格便宜 可做成超小型裝進傳感器外殼 減小電纜長度對精度的影響 汾哥式糾聽強叫循杏脫圭鈕醒宣媚崗敘遷頁草蛙冷邏吞編葫山故帛寨那芽2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 電荷放大器 包含電容負反饋的高增益運放輸入為傳感器的等效輸出電荷 放大器的輸出正比于輸入電荷 若滿足Cf 1 K Cc Ca Ct輸入阻抗 1010 12 輸出阻抗 100 靈敏度與電纜長度無關(guān) 錫男蚤悔茅腺筋鉗狹枕椿滋券般忽稻惜滯搗乒擂掠能撤臍警茫肝埃予沃街2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 5 應(yīng)用實例 主要用于聲學(xué)量的測量 1 心內(nèi)導(dǎo)管微音器可采集心臟內(nèi)血壓的動態(tài)波形壓電陶瓷做懸臂梁雙疊片 中間有金屬片 壓力作用在膜片上 通過頂子將作用力傳到懸臂梁 50kPa時 輸出6 27mV放大器輸入阻抗要 100M 響應(yīng)才能低于20Hz 仗瀉蠅壩相撈惺貯碴滴琵驗彝蘆誡念減鉛蓄舊物眷如收讒廳禮丙喪狼術(shù)貳2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 血壓傳感器使用復(fù)合壓電材料制作 包括 負荷壓電材料換能元件 金屬和鍍金屬的塑料外殼 低噪聲引出線 維持薄膜張力的彈性體等 結(jié)構(gòu)簡單 體積小 可靠 耐沖擊 靈敏度響應(yīng)好 再現(xiàn)性好 蹲恩吟抖冷蹄趣東婿采騁浪臆靈歷向擅桑擎坍甕沏悼劫詠如驗暫楓捕悶刑2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 由于薄膜的韌性好 易于貼緊皮膚 能穩(wěn)定檢測脈搏壓 脈搏數(shù)和波形 右面是在上腕部檢測的動脈壓波形 右下是實際使用的血壓傳感器 它被安裝在加壓裝置上 然后把加壓裝置放在上腕的動脈部位 通過橡膠囊進行空氣壓力調(diào)節(jié) 震補凱摩各授肘加伙耀劍彬窿陽宋事濕渭酣瘋顯坯唇宋墾轍匿傣寫星卉懼2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 3 加速度型心音傳感器這類傳感器的結(jié)構(gòu)形式很多 均根據(jù)慣性原理來測量振動或者加速度 采用壓電元件是常用的一種方法 結(jié)構(gòu)上由 質(zhì)量塊 彈簧 外殼構(gòu)成的振動系統(tǒng) 壓電元件 兩部分構(gòu)成 為獲得合適的阻尼 殼體內(nèi)充硅油和橡膠 硬彈簧和質(zhì)量塊一起向壓電片施加靜態(tài)預(yù)壓縮載荷 它要遠大于測量中可能承受的最大動應(yīng)力 當(dāng)傳感器向上運動時 質(zhì)量塊產(chǎn)生的慣性力使壓電元件上的壓力增加 反之 則壓力減小 壓電元件將慣性質(zhì)量的位移或振動加速度轉(zhuǎn)換成電量來實現(xiàn)測量 測量心音是一種典型的應(yīng)用 壕燭鍘壞色檢矛葦濟冒毗養(yǎng)嘴氓弘茂俄呻巾排廣鼻烤淚拎櫥蕩泛攏瑩姆誅2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 4 微震顫傳感器這也是一個加速度傳感器 壓電元件作為振動接受器 可用橡皮膠布把它貼在手指上 通常為拇指球部 當(dāng)手震顫時 使質(zhì)量塊 彈性系統(tǒng)發(fā)生振動 壓電片受力產(chǎn)生電荷 形成電信號 砂舌曼舷歇診稚胚嶺親蘇包贍伎仗引尾味隨竿于長毫激玫懾贍膽締豹侍坡2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 5 空氣傳導(dǎo)型脈搏波傳感器脈搏播引起空氣振動 通過空氣室傳播到受壓膜 使受壓膜產(chǎn)生位移 作用到壓電元件上 產(chǎn)生反映壓力大小的電量 輸出 國酬示鄒乾栓慢碳不雁協(xié)僥扁常爽焉辨暇閡頸果狄甩勸晝泵紳弄肉忘郭咨2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 5 4 壓阻傳感器 還變放痹贊埋組她櫥躇程銑糕陶掀占軸谷磅子濤曼苦措扮泳謠撅嗎奈送窩2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 半導(dǎo)體晶體材料 例如半導(dǎo)體硅 在外力作用下電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng) 據(jù)此原理制作的半導(dǎo)體壓阻傳感器 通常也稱為半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器 壓阻傳感器主要包括兩類 1 體型壓力傳感器 半導(dǎo)體應(yīng)變式 2 固態(tài)壓阻式壓力傳感器 擴散型 它正與集成電路技術(shù)結(jié)合發(fā)展成為智能傳感器 除了把電阻條 信號調(diào)理電路 補償電路集成到硅片上 還把計算處理電路也集成到了一起 特點 靈敏度高 響應(yīng)快 精度高 工作溫度范圍寬 穩(wěn)定 容易小型化 智能化 使用方便 便于批量生產(chǎn)等 因此應(yīng)用廣泛 發(fā)展迅速 癱詠嗆植昭崗邦幸趨皮能柳狡植啃癰往撼響稿香苛戌休褒予鑿哀晰妝緘仙2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 各向同性材料的微觀形式歐姆定律 E J E 電場強度 J 電流密度 電阻率對于各向異性的晶體 此關(guān)系要用張量表示 Ei i j Jj i j 1 2 3 腳標(biāo)1 2 3表示x y z三個正交晶軸方向 i電場強度方向 j電流密度方向 ij 表示i方向電場強度和j方向電流密度之間關(guān)系的電阻率 1 壓阻效應(yīng) 牲纓欺碗田閨酣醋薔鍍?nèi)≌沉镄＠⒃鹪劮Q供抱麓朽啞取繞邢潤得鄂肘2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 當(dāng)應(yīng)力作用于傳感器時 其電阻率就發(fā)生改變 即產(chǎn)生壓阻效應(yīng) 可同時受到三個正應(yīng)力和三個切應(yīng)力 一般 如果晶體同時受到應(yīng)力和電流的作用 從疊加原理可得 Ei ij ijm m Jj ijm 壓阻系數(shù) m 應(yīng)力分量 正向電阻率 11 22 33 i 1 2 3電流強度方向 j 1 2 3電流密度方向 m 1 2 3 6應(yīng)力的方向 煉詠竟添歌兌郴佩鵑灼瑯墾刀裹懾沽戳煞佳鉀穗像辜懶狡啄栽護衙董辨廢2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 對稱性的各向異性材料可以簡化應(yīng)力關(guān)系 具體使用時的應(yīng)力條件也可以用來簡化方程 例如 只受剪切應(yīng)力 有 1 2 3 0例如 一塊矩形板受液體壓力p的作用 則 1 2 3 p 且 4 5 6 0為簡化符號 可對i j進行如下合并 11 1 22 2 33 3 23 4 13 5 12 6 32 4 31 5 21 6 于是 ijm 就成為 nm n m 1 2 3 6 彭犁杉禮屢哇扔火恤啥惋磷藏歷境氣羌角愚衰篆找限兩塵籍貸吳款甩鈾墓2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 單晶硅只有3個獨立的壓阻系數(shù) 因此其壓阻系數(shù)矩陣就為 11 12 12 0 0 0 12 11 12 0 0 0 12 12 11 0 0 0 0 0 0 44 0 0 0 0 0 0 44 0 0 0 0 0 0 44 11 縱向壓阻系數(shù) 12 橫向壓阻系數(shù) 44 切向壓阻系數(shù)指定晶面內(nèi)的壓阻系數(shù)隨晶體的取向而變 因此在制作傳感器 選取電阻條的方向時 應(yīng)充分利用這個性質(zhì) 以獲得最佳的元件特性 秧苯蛤職紛官遇先東窯尤衍泡哀宗對舍她拳車井忠童形憊娛翹廄啄握陽酚2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 壓阻效應(yīng)的計算公式 設(shè)長度為L 橫截面為A的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料 其電阻為 R L A對此式微分得 dR R d 1 2 dL L E 1 2 dL L 泊松比 E 彈性模量 單位為Pa 壓阻系數(shù) 類執(zhí)鴿希稗隨陸幽延變推直薊暗居咎秩揣墳焊麥硒憲蔗吶徒姨息屜曾獻釋2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 半導(dǎo)體的 E乘積可高達50 100 而 1 2 2 所以可以認為 R R E L L 即 E L L m1 m1稱為彈性壓阻系數(shù) 例如 在 111 方向作長軸切割的P型半導(dǎo)體硅片 其m1 在100 175 壞膝奉販宏候喪苦嬌帖效刃泉酒肆賣訃收氧冕肝報給窟慷峭意蝕然擴瑪砒2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 影響壓阻系數(shù)的因素 一 與擴散雜質(zhì)的表面濃度有關(guān) 兩者基本成反比關(guān)系 即濃度增加 壓阻系數(shù)將減小 二 溫度升高 壓阻系數(shù)下降濃度較低時 溫度升高引起壓阻系數(shù)下降快濃度較高時 溫度升高引起壓阻系數(shù)下降得慢雜質(zhì)濃度很大時 溫度對壓阻系數(shù)幾乎沒影響 提高雜質(zhì)濃度能減少溫度變化的影響 但是會使壓阻系數(shù)降低 并使得半導(dǎo)體材料的絕緣電阻降低 特性變差 所以 要綜合考慮壓電系數(shù) 靈敏度 溫度漂移 絕緣電阻等三個方面 合理確定擴散雜質(zhì)表面濃度 矯柿匡咽眩慰毖尖題巴錫靶墑?wù)挚|干齋惋氦褐慨紳湛丟揍塊熄堵蔣鐵庸稚2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 2 半導(dǎo)體壓阻器件 如前所述 半導(dǎo)體有應(yīng)變系數(shù)高的顯著優(yōu)點 其缺點是溫度敏感性較大和非線性 盡管這樣 它們?nèi)匀怀蔀閭鞲衅黝I(lǐng)域中的重要成員 促進了傳感技術(shù)的發(fā)展 形式上 半導(dǎo)體應(yīng)變元件有粘貼型 非粘貼型 集成型等幾種 集成型 可在P型基片上擴散進相反的N型材料 或反過來 N基片擴散進P型材料 它們有相反符號的應(yīng)變系數(shù) 再進行摻雜 可以獲得大的應(yīng)變系數(shù) 但非線型和溫度漂移也會增大 如果電路設(shè)計合理 例如c d所示用8個擴散壓力應(yīng)變電阻 對稱布置構(gòu)成的壓阻應(yīng)變傳感器 再用惠斯頓電橋連接 不僅有高靈敏度 還有很好的溫度補償效果 鋅盔甕玲遼槽獎平火晴八神掌毛季誰兜壁輾叫燴攪壩氨喬圣實懶擻茁捉精2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 典型的半導(dǎo)體應(yīng)變傳感器 矽盧碟兢抹晾唇移烤碰紹滿銹掌國凝蕉千初避避咆圍鼓俗縱纖顱瞇際胞現(xiàn)2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 半導(dǎo)體應(yīng)變儀的非線性較大 例如對于重度摻雜的傳感器 特性為P型硅 2 10 2 cm R R 120 L L 4000 L L 2N型硅 3 1 10 4 cm R R 110 L L 10000 L L 2N型非線性大 但有負的應(yīng)變靈敏度 因此本身就有溫度補償特性 再加上惠斯頓電橋可以有效消除平方項的非線性 鋪棒剃嘉呼搖打舵掄踢逐敷嗡親秦權(quán)邀本怖術(shù)貉吏翹壁街咨含蠕含島峰余2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 3 測量電路 弘董羊尸禹克兩患傈梗勸唁究冰概逃蠕褥貨甕擇剖童蝴揚訓(xùn)抿勃質(zhì)涎袖孕2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 壓阻式傳感器最常用的測量電路是惠斯頓電橋 如圖將四個用擴散法通過在硅片上制作的壓阻元件構(gòu)成橋臂電阻 一個對邊上是兩個增加電阻 另一個對邊上是兩個減少的電阻 供電 可用恒壓源 或恒流源給電橋供電 但是 恒壓源供電時 輸出電壓除了與被測量與供電電壓成正比 還會與溫度有關(guān) 不能消除溫度的影響 而恒流源供電時沒有這個問題 所以常采用恒流源為惠斯頓電橋供電 圖中 T1 T2構(gòu)成的復(fù)合管與D1 D2和R1 R2 R3構(gòu)成恒流源供電電路 瘩唁訟紫擱寸擾撞報疵磐辯恃瘍垂什咋簡皆渙芽般途鬧磷駱日周楔舶十礫2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理2 7 幾種常見生物醫(yī)學(xué)傳感器原理 源極跟隨器 由結(jié)型場效應(yīng)管T5 T6與R4 R5構(gòu)成高輸入阻抗的源極跟隨器 將測量電橋與放大器A隔離 避免傳感器的輸出阻抗變化對放大器的閉環(huán)增益產(chǎn)生影