本书全面介绍了生物医学领域中常用的传感器,系统地讲述了每类传感器的基本工作原理及属于该类传感器的不同品种和用途。本书具有如下特点:①注重与医学临床实际相结合,对每类传感器都列举了一些医用实例,帮助读者生动、形象地理解理论知识。②注重培养读者解决实际问题的能力,针对被测对象,不仅介绍使用什么传感器,还包括与传感器匹配的转换器及其相关电路,使读者对传感器的工作过程有全面的了解和认识,增长对传感器的正确选择能力和对非电量测量的设计能力。
本书共分十一章,包括绪论、传感器的基本特性、电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁传感器、热电式传感器、光学传感器、化学传感器与医用电极、生物传感器。各章都附有思考题。
本书可作为生物医学工程相关专业本科生的专业基础课教材,也可作为相关专业研究生、大专生选修课教材和专业工作者的自学读物。

第1章 绪论
**节 传感器的定义和组成
我国**标准“传感器通用术语”中,传感器的定义是:能感受或响应规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被���量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件所组成。由于电学量(如电压、电流等)容易进行后续处理,一般情况下传感器是将非电量转换成电学量,传感器的典型结构如图l—1所示。
医用传感器(medical sensors)是能够感知多数为非电量的生物信息并将其转换成电学量的器件或装置。
第二节 传感器的作用
随着现代医学和相关科学技术的发展,尤其是电子技术、计算机技术、信息技术的飞速发展,许多先进的高科技仪器、设备应用于医学领域,在诊断、**、监护和康复各个阶段中发挥着重要的作用。
医用传感器作为拾取生命体征信息的“感官”,延伸了医生的感觉器官,把定性的感觉扩展为定量的检测,是医用仪器、设备的关键器件。常用的生物信号检测类仪器结构框图如图1-2所示。
传感器将微弱的生物信号转化成微弱的电信号,再经过放大后进行A/D转换,将模拟信号转换成数字信号输入计算机。在计算机中可以进行分析、计算以及各种处理,然后输出到显示器、打印机等输出设备。目前,除了传感器之外,其他组成部分都已具备成熟、完善的技术,已经达到集成化、规范化、系统化的程度,能够圆满完成所担负的功能。因此,在整体结构中,传感器起着关键性的作用,其原因:①生物信号很多是非电量信号,如:体温、血压等,必须经过传感器感知并转化成电信号才容易进行后续处理;②生物信号十分微弱,其电压幅度多数是微伏级,*大也只有毫伏级;③生物信号信噪比很低,微弱的有用信号往往淹没在强大的干扰和噪声之中;④生物信号多数变化频率都很低,容易受到50Hz电源和其他生理活动的干扰;⑤无创伤的检测,患者才能乐于接受,在临床应用才能方便易行。如果传感器的灵敏度不够,就测不出微弱的生物信号;如果传感器的抗干扰能力不强,信噪比很低,仅仅依靠放大电路的模拟滤波和计算机的数字滤波也很难达到检测的要求;如果传感器只能在有创伤的条件下应用,其应用范围将受到很大的局限。所以,传感器决定着检测的可能性和检测仪器的**性、可靠性及其应用范围。在其他**设备中,传感器也同样起着至关重要的作用。例如,现代假肢是一种精密的受控装置,当用一只假手拿起一个纸杯,施力过大会把纸杯捏扁,施力过轻又可能拿不住,并且力的大小还要随着纸杯中水的多少进行调节才能满足日常生活的要求。这些精密的控制是根据手指上微型传感器的信号实现的。
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第2版前言
第1版前言
第1章 绪论
**节 传感器的定义和组成
第二节 传感器的作用
第三节 医用传感器的用途和分类
第四节 医用传感器的特性和要求
第五节 医用传感器的发展
第2章 传感器的基本特性
**节 传感器的静态特性
第二节 传感器的动态特性
第三节 传感器动态特性分析
第四节 传感器的误差
第3章 电阻式传感器
**节 金属应变片式传感器
第二节 半导体固态压阻式传感器
第三节 电阻传感器测量及接口电路
第四节 电阻式传感器的医学应用
第4章 电容式传感器
**节 基本工作原理、结构及特点
第二节 电容式传感器的测量电路
第三节 电容式传感器的误差分析
第四节 电容式传感器的医学应用
第5章 电感式传感器
**节 自感式传感器
第二节 互感式传感器
第三节 电涡流式变换原理
第四节 电感式传感器的应用
第6章 压电式传感器
**节 压电效应
第二节 压电传感器的等效电路和测量电路
第三节 压电传感器的应用
第7章 磁传感器
**节 磁电式传感器
第二节 电磁流量计
第三节 霍尔传感器
第四节 其他类型的磁传感器
第五节 磁传感器的生物医学应用
第8章 热电式传感器
**节 热敏电阻式传感器
第二节 热电偶式传感器
第三节 晶体管与集成温度传感器
第四节 其他类型的温度传感器
第五节 热电式传感器的医学应用
第9章 光学传感器
**节光电传感器
第二节 光电耦合器件
第三节 红外传感器
第四节 光纤传感器
第五节 CCD器件及其应用
第10章 化学传感器与医用电极
**节 化学传感器
第二节 生物医用电极
第11章 生物传感器
**节 概述
第二节 生物敏感膜和敏感元件的制备技术
第三节 酶生物传感器
第四节 微生物和组织及细胞器传感器
第五节 免疫传感器
第六节 基因传感器
第七节 新型的生物传感器