上篇 生物医学传感与检测技术基础 3
第1章 传感器和检测系统 3
1.1 传感器与检测的基本概念 3
1.2 传感器的静态特性和动态特性 4
1.2.1 传感器的静态特性 4
1.2.2 传感器的动态特性 5
1.3 传感检测系统 6
1.3.1 测量电路 7
1.3.2 微机与数字信号处理 8
第2章 实验设计及数据处理 9
2.1 传感器实验设计 9
2.2 误差和误差的分类 9
2.2.1 误差的表示方法 10
2.2.2 误差的分类 10
2.3 实验设计思路与步骤 12
2.4 实验数据的处理 12
2.4.1 测量数据有效数字的表示方法 13
2.4.2 实验数据的处理方法 14
2.4.3 数据处理软件中列表法、作图法和方程法的实现 25
2.5 化学和生物传感器标定方法及检测指标 27
2.5.1 气体浓度换算 27
2.5.2 化学和生物传感器的常用指标计算 28
第3章 人体基本生理信息及其检测方法 29
3.1 循环系统生理信息 29
3.1.1 心电 30
3.1.2 心音 32
3.1.3 血压 32
3.1.4 脉搏 34
3.2 呼吸系统生理信息 35
3.2.1 呼吸的全过程 35
3.2.2 呼吸系统主要生理参数 35
第4章 常用传感器原理及应用简介 38
4.1 电阻应变式传感器 38
4.1.1 电阻应变片的工作原理 38
4.1.2 电阻应变片的种类 40
4.1.3 测量电路 41
4.2 差动变压器式电感传感器 44
4.2.1 工作原理 44
4.2.2 基本特性 45
4.2.3 测量电路 46
4.3 电涡流式传感器 47
4.3.1 工作原理 47
4.3.2 电涡流形成范围 48
4.3.3 测量电路 49
4.4 电容式传感器 50
4.4.1 工作原理 50
4.4.2 测量电路 51
4.5 压电式传感器 53
4.5.1 工作原理 53
4.5.2 测量电路 55
4.6 磁电感应式传感器 56
4.6.1 工作原理 56
4.6.2 基本特性 57
4.6.3 测量电路 58
4.7 霍尔式传感器 58
4.7.1 工作原理 58
4.7.2 基本特性 60
4.7.3 霍尔元件补偿电路 61
4.7.4 测量电路 62
4.8 光纤传感器 63
4.8.1 光纤的结构 63
4.8.2 光纤的传输原理 64
4.8.3 测量电路 65
4.9 热电式传感器 66
4.9.1 热电阻传感器 66
4.9.2 热电偶传感器 69
4.10 半导体气体传感器 71
4.11 湿度传感器 73
4.11.1 湿度定义 73
4.11.2 湿度检测 74
4.12 离子传感器 76
4.12.1 离子选择性电极 76
4.12.2 玻璃电极 78
4.13 生物酶传感器 81
4.13.1 酶传感器的原理 81
4.13.2 生物酶传感器的应用 82
4.13.3 测量原理与电路 84
4.14 电化学传感器 85
4.14.1 电化学测量系统 85
4.14.2 基本概念 86
4.14.3 电极分类 91
下篇 生物医学传感与检测实验 95
实验一 电阻应变式传感器性能测试及其应用 95
实验二 移相器和相敏检波器实验 99
一、移相器实验 99
二、相敏检波器实验 101
实验三 电感式传感器性能测试及其应用 105
一、差动变压器式电感传感器的性能 105
二、差动变压器式电感传感器的应用 106
三、激励频率对差动变压器式电感传感器的影响 108
实验四 电涡流式传感器的性能测试及其应用 110
一、电涡流式传感器静态标定 110
二、电涡流式传感器的应用 112
实验五 电容式传感器的特性测试及其应用 114
实验六 压电加速度传感器的应用 117
实验七 磁电式传感器的应用 120
实验八 霍尔式传感器特性测试及其应用 122
一、霍尔式传感器特性——直流激励 122
二、霍尔式传感器——交流激励 124
实验九 光纤位移传感器的特性及其应用 126
一、光纤位移传感器的静态特性测量 126
二、光纤位移传感器的动态特性及振动和转速测量 128
实验十 热电式传感器的特性及其应用 130
实验十一 化学离子传感器检测实验 133
实验十二 化学气体传感器检测实验 135
实验十三 湿度传感器检测实验 138
实验十四 生物酶传感器检测实验 140
实验十五 电化学免疫生物传感器实验 142
实验十六 人体温度、血压、呼吸和脉搏传感器及微机测量系统的应用 144
一、体温测量 144
二、血压测量 146
三、呼吸测量 150
四、脉搏测量 152
参考文献 154
附录一 CSY10B型传感器系统实验仪使用说明 155
附录二 医学生理信号采集实验仪使用说明 160
附录三 NI myDAQ虚拟仪器教学套件使用说明 162
附录四 CHI600E系列电化学分析仪／工作站简介 166