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.檢測時，長期接觸不會影響或盡可能少影響正常生理活動； 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。生物信號有哪些特點？對醫(yī)學(xué)傳感器有哪些要求？特點： 1.非電量信號； 2.生物信號十分微弱；3.信噪比低； 4.變化頻率低；5.無創(chuàng)傷的檢測；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：采樣差動結(jié)構(gòu)或恒流源供電；用傳感器靜態(tài)方程說明差動測量方法的優(yōu)點？（加圖）兩個傳感器的差動輸出消除了單個傳感器輸出的零位誤差和偶次非線性項，得到了對稱于原點的輸出曲線并擴大了測量的線性范圍，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，寫出相對誤差表達式。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 .簡述變級距型和變面積型電容傳感器采用差動結(jié)構(gòu)的好處。變級距型電容傳感器 :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；采用運算放大器作變級距電容傳感器測量電路，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：都要對物體施加力。異

4、：壓電效應(yīng)使機械能轉(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)的血流測速計的測量原理。發(fā)射極片的壓電晶體在高頻電壓信號的作用下，因逆壓電效應(yīng)而產(chǎn)生高頻機械振動，即發(fā)射超聲波。 超聲波入射到血管內(nèi)運動著的血液顆粒上，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)將超聲波的機械振動轉(zhuǎn)換成高頻電壓信號。由于多普勒效應(yīng)使得發(fā)射和接收信號頻率產(chǎn)生頻移。請舉出一種具有機電能量轉(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)的血流測速計中用到兩個壓電晶體，一個作為超聲波發(fā)射器（逆壓電效應(yīng)） ，一個作為超聲波

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量電路時，電橋有何特點？因為金屬熱電阻的電阻值低，導(dǎo)線的電阻值不可忽略，采用三線式測量電路。請解釋圖示負溫度系數(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)。當電流很小時，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能逸出表面，電子逸出表面具有一定動能， 會有光電流產(chǎn)生。 光電子逸出物體表面時的初動能，決定于光對于一定的物質(zhì)，電子逸出功是一定的，所以光子的h越大，則電子的初動能越大。圖示是分光光度計的工作原理圖，它利用什么定律測出溶液濃度的？單色儀有什么作用？利用比爾定律。單色儀只允許待測溶液能吸收的單色光通過。畫出用光電法測量毛細血管血流量的原理圖，簡述其工作原理。原理： 利用比爾定理。 遠紅外線很容易被 血 液 吸

7、 收 ， 尤 其 對 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，當毛細血管中血液流量變低就會改變光波的吸收、反射和漫射，由光電轉(zhuǎn)換器探測。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器。當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，使用光探測器接受反射光再進行一次換能，即可得到相對應(yīng)的電壓或電流輸出。圖示是由光敏電阻和一個光源

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?shù)钠胀娮璐?lián)后由電源供電，光源在加電時發(fā)光， 光經(jīng)人的手指傳播到光敏電阻的受光面， 當人手指的微血管的血流隨微血管的脈壓變化時，對光的反射系數(shù)也發(fā)生變化，使光敏電阻接收到的光強隨之改變。把光敏電阻被微血管反射的光信號轉(zhuǎn)換成指脈電信號，就可做成脈搏傳感器。圖示是一種脈搏波的測量示意圖，它是用何種傳感器測量的？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)光二級管和光敏三極管組成。原理：發(fā)光二級管發(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。由于手指動脈血在血液循環(huán)過程中呈周期性的脈動變化，所以它對光的吸收和衰減也是周期性脈動的，于是，光敏三極管輸出信號的變化也就反映了動脈血的脈動變化。圖示是用于測定血液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： 入射光進入試劑相徑多重散射吸收，返回檢測光纖。當溶液中的氫與酚紅作用使其酸化時，入射光中的藍綠光被吸收（是PH 值的函數(shù)），而紅光不吸收光路上的任何化學(xué)變化， 可以通過探測器檢測到的紅光的變化表現(xiàn)出來，通過檢測紅綠光之比