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理解氣體壓力傳感器，組裝數字壓力表，用數字壓力表驗證boyle法則。 了解人體心率、血壓的測量原理，應用血壓阻力脈搏傳感器測量脈搏波形、心率，應用組裝的數字壓力表以科里奧利式測量人體血壓。 用慢掃描長晚霞示波器觀察人體脈搏，分析心臟跳動情況，估算心率、血壓等參數。

實驗原理:

壓力(壓力)是非電量的物理量，可以用模擬式氣體壓力表測量，也可以用壓力傳感器將壓力轉換為電量，用數字電壓計測量并監視。 本實驗中使用的氣體壓力傳感器為MPS3100，其為由壓電電阻元件構成的橋，其電路圖如下所示

向氣體壓力傳感器施加+5V的工作電壓，如果氣體壓力范圍為0-40kPa，則根據氣體壓力的變化輸出0-75mV (標準值)的電壓，以40kPa輸出40mV(min )的100mV(max )。 由于制造技術的關系，當傳感器為0kPa時，其輸出不為零(標準±； 25mV )因此，1、6腳可串聯連接小電阻進行調整。 MPS3100傳感器的線性度非常優異(標準值為0.3%F.S.)。

1 .理想氣體法則氣體的狀態可以由體積v、壓力p、溫度t這三個量來確定。 在通常的大氣環境(氣壓不太大，溫度不太低)下，氣體可視為理想的氣體，理想的氣體遵守以下法則: (1)玻爾法則:對于一定量的氣體，假定氣體的溫度t不變，其壓力p和體積v的乘積為一定的C1。 = =&hellip； &hellip； = = C1 (1)(2)氣體法則:某一定量的氣體的壓力與氣體的體積v的積除以自己的熱力學溫度t得到的常數C2，即= =&hellip； &hellip； = = C2 (2)

2 .心率和血壓的測量

人體心率、血壓是人類重要的生理參數，心率、脈搏波形和血壓高低是判斷人體健康的重要依據。 因此，測量人體心率、血壓是醫學院學生必須掌握的重要內容。

(1)心率、脈搏波和測量:心臟跳動頻率稱為心率(次/分)，心臟在周期性波動中壓迫血管引起動脈管壁彈性變形，血管測量該應力波為脈搏波。 心臟通過動脈血管、毛細血管向全身供給血液，所以離心臟越近脈搏波的強度越大，相反。 在脈搏波zui較強的血管中，可以用手指在體外感知脈搏波。 隨著電子技術和計算機技術的發展，脈搏測量不再局限于傳統的人工測量法和聽診器測量法。 利用壓電電阻傳感器檢測脈搏波信號，采用單片機技術進行數據處理，實現智能脈搏波測試，同時觀察示波器檢測到的脈搏波，通過比較脈搏波波形可以進行心臟健康診斷。 該技術既具有先進性、實用性和穩定性，又是生物醫學工程領域的發展方向。 脈搏波( PPG )不僅是脈搏波頻率參數，還有間接的血壓、血氧飽和度等參數，因此觀察脈搏波在醫學診斷中非常重要。

(2)血壓和測量:人體血壓是指動脈血管中脈動的血流在血管壁上產生的一側與血管壁垂直的壓力。 與主動脈血管管壁垂直的壓力峰值為收縮壓，谷值為擴張壓。 血壓是反映心血管系統狀態的重要生理參數。 特別是近年來中老年人群高血壓的發病率上升(據統計高達15%~20% )，是引起心血管系統一些疾病的重要因素，因此正確測量血壓在臨床和保健工作中變得越來越重要。 臨床上血壓測量技術分為直接法和間接法。 間接法測量血壓無需外科手術，測量簡便，在臨床上得到廣泛應用。 血壓間接測量法中，目前常用的有聽診法(科里奧利音法Auscultatory method )和示波法( Oscillometric method )兩種。 聽診法由俄羅斯醫師Kopotkoc于1905年提出，至今仍在臨床上得到廣泛應用。 但是，聽診法中存在因擴張壓對應于第四相和第五相中的哪一個的問題而引起的判別誤差大的缺點。 第二，通過聽柯氏的聲音來判別壓縮、擴張壓，其讀取值受使用者聽力的影響，容易導入主觀誤差，難以標準化。 近年來，許多血壓監測儀和自動電子血壓計采用示波器法間接測量血壓。 示波器法測量血壓的過程與科里奧利公式一致。 都是將袖帶加壓到切斷動脈血流為止慢慢減壓，其間從手臂發出聲音和壓力較小的脈沖。 柯氏音法是人工識別手臂發出的聲音，讀取收縮壓和擴張壓。 示波器法則是用傳感器識別從手臂傳到袖帶的小脈沖，得到血壓值。 現在考慮到醫院常規的血壓測量和科里奧利音法，本實驗想把握的是科里奧利音法測量人體的血壓。

(3)脈搏波的波形及其意義人體的脈搏波可以用特制的脈搏波監視器進行記錄。 脈沖掃描曲線分別由上升支a和下降支k構成。 升支反映心室內動脈的被動擴張，降支反映出出血后期的收縮。 之后心室擴張，心室內壓低于主動脈血壓，動脈血倒流，主動脈瓣關閉，曲線上形成降支切痕n，通過也稱為降中峽或重谷的主動脈瓣關閉，倒流的血液繼續流動，切口后出現上升的小波，稱為中波或重脈波。 降枝的形狀與外周阻力的大小有關，阻力大時分支梯度變緩，其切口位置高，相反，切口位置低。

實驗儀器:

本實驗使用的儀器如下圖所示，主要由8個部分構成:1.模擬式壓力表(量程為0~40kPa )、2.MPS3100氣體壓力傳感器、3 .數字電壓表、4.100ml醫用注射器、5 .血壓阻抗脈搏傳感器、6 .智能脈搏計、7 .血壓袖帶 使用實驗儀器時，請注意(1)接通電源后，至少預熱5分鐘，儀器穩定后再進行實驗。 (2)本實驗儀器使用的氣體壓力表為精密微壓力表，測量儀器的范圍為全范圍的4/5，即32kPa。 測微計的0~4kPa為精度不確定范圍，因此實際可測量的范圍為4~32kPa。 (3)實驗時氣球只能在測量血壓時使用，不能直接連接進氣口，測量壓力傳感器的特性必須使用定量進氣裝置(注射器)。 嚴禁實驗時的加壓超過36kPa (過渡)。 如果暫時超過40kPa，測微計可能會損壞！

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