生物医学工程概论 第六章 生物医学传感器.pdfVIP

第六章 生物医学传感器 概论 传感器分类与特性 生物医学中的传感器技术 一、概论 传感器的组成和工作原理 测量电路 被测量 电量… 敏感元件 转换元件 信号调节转换电路 输入量 输出量 电 源 什么是传感器 国家标准GB 7665-87对传感器下的定义是: 能够感受被测量,并按一定规律转换成 可用输出信号的器件或装置, 通常由敏感元 件和转换元件组成。 敏感元件：能直接感受或响应被测量 （输入量）的部分; 转换元件：传感器中能将敏感元件感受 或响应的被探测量转换成适于传输和 （或） 测量信号的部分。 二、传感器的分类与特征 1、传感器的分类 2 、传感器的特性 测量范围和量程 测量上限：所能测量的最大被测量； 测量下限：所能测量的最小被测量； 测量范围=测量上限-测量下限 灵敏度 灵敏度是描述传感器的输出量 （一般为电 学量）对输入量 （一般为非电学量）敏感 程度的特性参数。其定义为: 传感器输出量 的变化值与相应的被测量 （输入量）的变 化值之比, 用公式表示为： 输出量的变化值 ∆y k (x ) 输入量的变化值 ∆x 灵敏度阈值（分辨力） 输入改变Δx时,输出变化Δy,Δx变小, Δy也 变小。但当Δx小到某种程度时, 输出就不再变化 了,这时的Δx叫做灵敏度阈值。 存在灵敏度界限的原因有两个。一是输入的 变化量通过传感器内部被吸收,因而反映不到输出 端上去；第二是传感器输出存在噪声。如果传感 器的输出值比噪声电平小, 就无法把有用信号和 噪声分开。 线性度 理想的传感器输出与输入呈线性关系。线性度 表示传感器的输出—输入校准曲线与理论拟合直线 之间的最大偏差与传感器量程之比, 也称非线性误 差。 通常用相对误差表示其大小: Y 校准曲线 拟合直线 Y ∆ max et ± max ×100% ∆max Y Y FS FS O X max X 迟滞差 对应于同一输入值，加载与卸载时的输 出值不相等, 叫迟滞现象。迟滞差以满量程 的输出YFS的百分数表示： Y ∆ et max =×100% Y Y FS FS Y Δmax Y2-Y1为输出值 2