了解氣體壓力傳感器并組裝數(shù)字式壓力表，通過(guò)數(shù)字式壓力表來(lái)驗(yàn)證boyle定律。
了解人體心率、血壓的測(cè)量原理，利用壓阻脈搏傳感器測(cè)量脈搏波形、心跳頻率，用組裝的數(shù)字壓力表采用柯氏音法測(cè)量人體血壓。
用慢掃描長(zhǎng)余暉示波器觀察人體脈搏波形，分析心臟跳動(dòng)情況，估算心率、血壓等參數(shù)。
實(shí)驗(yàn)原理:
壓力（壓強(qiáng)）是一種非電量的物理量，它可以用指針式氣體壓力表來(lái)測(cè)量，也可以用壓力傳感器把壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換成電量，用數(shù)字電壓表測(cè)量和監(jiān)控。本實(shí)驗(yàn)所用氣體壓力傳感器為mps3100，它是一種用壓阻元件組成的橋，其電原理圖如下：
給氣體壓力傳感器加上+5v的工作電壓，氣體壓強(qiáng)范圍為0-40kpa，則它隨著氣體壓強(qiáng)的變化能輸出0-75mv（典型值）的電壓，在40kpa時(shí)輸出40mv（min）；100mv（max）。由于制造技術(shù)的關(guān)系，傳感器在0kpa時(shí)，其輸出不為零（典型值±25mv），故可以在1，6腳串接小電阻來(lái)進(jìn)行調(diào)整。mps3100傳感器的線性度*（典型值為0.3%f.s.）。
1. 理想氣體定律
氣體的狀態(tài)可用如下三個(gè)量來(lái)確定：體積v，壓強(qiáng)p，溫度t。在通常大氣環(huán)境（氣體壓強(qiáng)不太大、溫度不太低）的條件下，氣體可視為理想氣體，理想氣體遵守如下定律：
（1） 波意耳（boyle）定律：對(duì)于一定量的氣體，假定氣體的溫度t保持不變，則其壓強(qiáng)p和體積v的乘積是一常數(shù)c1。
= =……= = c1 （1）
（2） 氣體定律：任何一定量氣體的壓強(qiáng)和氣體的體積v的乘積除以自身的熱力學(xué)溫度t為一個(gè)常數(shù)c2，即：
= =……= = c2 （2）
2. 心率和血壓的測(cè)量
人體的心率、血壓是人的重要生理參數(shù)，心跳的頻率、脈搏的波形和血壓的高低是判斷人體健康的重要依據(jù)。故測(cè)量人體的心率、血壓是醫(yī)學(xué)院學(xué)生必須掌握的重要內(nèi)容。
（1） 心率、脈搏波與測(cè)量：
心臟跳動(dòng)的頻率稱(chēng)為心率（次/分鐘），心臟在周期性波動(dòng)中擠壓血管引起動(dòng)脈管壁的彈性形變，在血管處測(cè)量此應(yīng)力波得到的就是脈搏波。因?yàn)樾呐K通過(guò)動(dòng)脈血管、毛細(xì)血管向全身供血，所以離心臟越近測(cè)得的脈搏波強(qiáng)度越大，反之則相反。在脈搏波zui強(qiáng)的血管處，用手指在體外就能感應(yīng)到脈搏波。隨著電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測(cè)量不再局限于傳統(tǒng)的人工測(cè)量法或*測(cè)量法。利用壓阻傳感器對(duì)脈搏信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)智能化的脈搏測(cè)試，同時(shí)可通過(guò)示波器對(duì)檢測(cè)到的脈搏波進(jìn)行觀察，通過(guò)脈搏波形的對(duì)比來(lái)進(jìn)行心臟的健康診斷。這種技術(shù)具有先進(jìn)性、實(shí)用性和穩(wěn)定性，同時(shí)也是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的發(fā)展方向?？紤]到脈搏波（ppg）不僅有脈搏頻率參數(shù)，其中更有間接的血壓、血氧飽和度等等參數(shù)，所以脈搏波的觀察在醫(yī)學(xué)診斷中非常重要。
（2） 血壓與測(cè)量：
人體血壓指的是動(dòng)脈血管中脈動(dòng)的血流對(duì)血管壁產(chǎn)生的側(cè)向垂直于血管壁的壓力。主動(dòng)脈血管中垂直于管壁的壓力峰值為收縮壓，谷值為舒張壓。血壓是反映心血管系統(tǒng)狀態(tài)的重要生理參數(shù)。特別是近年來(lái)，高血壓在中老年人群中的發(fā)病率不斷上升（據(jù)統(tǒng)計(jì)已達(dá)15%~20%），而且常常是引起心血管系統(tǒng)一些疾病的重要因素，因此血壓的準(zhǔn)確檢測(cè)在臨床和保健工作中變得越來(lái)越重要。臨床上血壓測(cè)量技術(shù)可分為直接法和間接法兩種。間接法測(cè)量血壓不需要*，測(cè)量簡(jiǎn)便，因此在臨床上得到廣泛的應(yīng)用。血壓間接測(cè)量方法中，目前常用的有兩種，即聽(tīng)診法（柯氏音法auscultatory method）和示波法（oscillometric method）。聽(tīng)診法由俄國(guó)醫(yī)生kopotkoc在1905年提出，迄今仍在臨床中廣泛應(yīng)用。但聽(tīng)診法存在其固有缺點(diǎn)：一是在舒張壓對(duì)應(yīng)于第四相還是第五相問(wèn)題上一直存在爭(zhēng)論，由此引起的判別誤差很大。二是通過(guò)聽(tīng)柯氏聲來(lái)判別收縮壓、舒張壓，其讀數(shù)受使用者聽(tīng)力影響，易引入主觀誤差，難以標(biāo)準(zhǔn)化。近年來(lái)許多*和自動(dòng)*大都采用了示波法間接測(cè)量血壓。示波法測(cè)量血壓的過(guò)程與柯氏音法是一致的。都是將袖帶加壓至阻斷動(dòng)脈血流，然后緩慢減壓，其間手臂中會(huì)傳出聲音及壓力小脈沖?？率弦舴ㄊ强咳斯ぷR(shí)別手臂中傳出的聲音，并判讀出收縮壓和舒張壓。而示波法則是靠傳感器識(shí)別從手臂中傳到袖帶中的小脈沖，從而得出血壓值?？紤]到目前醫(yī)院常規(guī)血壓測(cè)量還是用柯氏音法，所以本實(shí)驗(yàn)要求掌握的也是用柯氏音法測(cè)量人體血壓。
（3）脈搏波的波形及其意義
人體的脈搏波可用特制的脈搏描記器記錄下來(lái)。每個(gè)脈搏波描記曲線都由升支a和降支k構(gòu)成。升支反映心室快速射血內(nèi)動(dòng)脈的被動(dòng)擴(kuò)張，降支反映射血后期的回縮。隨后心室舒張，心室內(nèi)壓低于主動(dòng)脈血壓，于是動(dòng)脈血倒流，導(dǎo)致主動(dòng)脈瓣關(guān)閉，在曲線上形成降支切跡n,也叫降中峽或重波谷；由于主動(dòng)脈瓣的關(guān)閉遂使倒流的血液繼續(xù)向前流去,并在切跡之后又出現(xiàn)上升的小波,稱(chēng)降中波或重脈波。降支的形狀與外周阻力的大小有關(guān)；如阻力大則降支坡度較緩，其切跡的位置較高；反之，切跡的位置較低。
實(shí)驗(yàn)儀器:
本實(shí)驗(yàn)所用儀器如下圖所示，它主要由8個(gè)部分組成：1.指針式壓力表（量程為0~40kpa），2.mps3100氣體壓力傳感器，3.數(shù)字電壓表，4.100ml醫(yī)用注射器，5.壓阻脈搏傳感器，6.智能脈搏計(jì)數(shù)器，7.血壓袖套和*，8.實(shí)驗(yàn)接插線若干。
在使用實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)應(yīng)注意：
（1）開(kāi)機(jī)后，應(yīng)至少預(yù)熱5分鐘，待儀器穩(wěn)定后才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（2）本實(shí)驗(yàn)儀器所用氣體壓力表為精密微壓表，測(cè)量?jī)x器范圍應(yīng)在全范圍的4/5，即32kpa。微壓表的0~4kpa為精度不確定范圍，故實(shí)際可測(cè)量范圍為4~32kpa。
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)壓氣球只能在測(cè)量血壓時(shí)使用，不能直接接入進(jìn)氣口，測(cè)量壓力傳感器特性時(shí)必須用定量輸氣裝置（注射器）。
嚴(yán)禁實(shí)驗(yàn)時(shí)加壓超過(guò)36kpa（瞬態(tài)）。瞬態(tài)超過(guò)40kpa，微壓表可能損壞！