了解氣體壓力傳感器并組裝數字式壓力表，通過數字式壓力表來驗證boyle定律。
了解人體心率、血壓的測量原理，利用壓阻脈搏傳感器測量脈搏波形、心跳頻率，用組裝的數字壓力表采用柯氏音法測量人體血壓。
用慢掃描長余暉示波器觀察人體脈搏波形，分析心臟跳動情況，估算心率、血壓等參數。

實驗原理:

壓力（壓強）是一種非電量的物理量，它可以用指針式氣體壓力表來測量，也可以用壓力傳感器把壓強轉換成電量，用數字電壓表測量和監控。本實驗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，氣體壓強范圍為0-40kPa，則它隨著氣體壓強的變化能輸出0-75mV（典型值）的電壓，在40kPa時輸出40mV（min）；100mV（max）。由于制造技術的關系，傳感器在0kPa時，其輸出不為零（典型值±25mV），故可以在1，6腳串接小電阻來進行調整。MPS3100傳感器的線性度*（典型值為0.3%F.S.）。

1. 理想氣體定律
氣體的狀態可用如下三個量來確定：體積V，壓強P，溫度T。在通常大氣環境（氣體壓強不太大、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：對于一定量的氣體，假定氣體的溫度T保持不變，則其壓強P和體積V的乘積是一常數C1。
= =……= = C1 （1）
（2） 氣體定律：任何一定量氣體的壓強和氣體的體積V的乘積除以自身的熱力學溫度T為一個常數C2，即：
= =……= = C2 （2）

2. 心率和血壓的測量

人體的心率、血壓是人的重要生理參數，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。故測量人體的心率、血壓是醫學院學生必須掌握的重要內容。

（1） 心率、脈搏波與測量：
心臟跳動的頻率稱為心率（次/分鐘），心臟在周期性波動中擠壓血管引起動脈管壁的彈性形變，在血管處測量此應力波得到的就是脈搏波。因為心臟通過動脈血管、毛細血管向全身供血，所以離心臟越近測得的脈搏波強度越大，反之則相反。在脈搏波zui強的血管處，用手指在體外就能感應到脈搏波。隨著電子技術與計算機技術的發展，脈搏測量不再局限于傳統的人工測量法或*測量法。利用壓阻傳感器對脈搏信號進行檢測，并通過單片機技術進行數據處理，實現智能化的脈搏測試，同時可通過示波器對檢測到的脈搏波進行觀察，通過脈搏波形的對比來進行心臟的健康診斷。這種技術具有*性、實用性和穩定性，同時也是生物醫學工程領域的發展方向。考慮到脈搏波（PPG）不僅有脈搏頻率參數，其中更有間接的血壓、血氧飽和度等等參數，所以脈搏波的觀察在醫學診斷中非常重要。

（2） 血壓與測量：
人體血壓指的是動脈血管中脈動的血流對血管壁產生的側向垂直于血管壁的壓力。主動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狀態的重要生理參數。特別是近年來，高血壓在中老年人群中的發病率不斷上升（據統計已達15%~20%），而且常常是引起心血管系統一些疾病的重要因素，因此血壓的準確檢測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可分為直接法和間接法兩種。間接法測量血壓不需要*，測量簡便，因此在臨床上得到廣泛的應用。血壓間接測量方法中，目前常用的有兩種，即聽診法（柯氏音法Auscultatory method）和示波法（Oscillometric method）。聽診法由俄國醫生Kopotkoc在1905年提出，迄今仍在臨床中廣泛應用。但聽診法存在其固有缺點：一是在舒張壓對應于第四相還是第五相問題上一直存在爭論，由此引起的判別誤差很大。二是通過聽柯氏聲來判別收縮壓、舒張壓，其讀數受使用者聽力影響，易引入主觀誤差，難以標準化。近年來許多*和自動*大都采用了示波法間接測量血壓。示波法測量血壓的過程與柯氏音法是一致的。都是將袖帶加壓至阻斷動脈血流，然后緩慢減壓，其間手臂中會傳出聲音及壓力小脈沖。柯氏音法是靠人工識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別從手臂中傳到袖帶中的小脈沖，從而得出血壓值。考慮到目前醫院常規血壓測量還是用柯氏音法，所以本實驗要求掌握的也是用柯氏音法測量人體血壓。

（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。每個脈搏波描記曲線都由升支A和降支K構成。升支反映心室快速射血內動脈的被動擴張，降支反映射血后期的回縮。隨后心室舒張，心室內壓低于主動脈血壓，于是動脈血倒流，導致主動脈瓣關閉，在曲線上形成降支切跡N,也叫降中峽或重波谷；由于主動脈瓣的關閉遂使倒流的血液繼續向前流去,并在切跡之后又出現上升的小波,稱降中波或重脈波。降支的形狀與外周阻力的大小有關；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。

實驗儀器:

本實驗所用儀器如下圖所示，它主要由8個部分組成：1.指針式壓力表（量程為0~40kPa），2.MPS3100氣體壓力傳感器，3.數字電壓表，4.100ml醫用注射器，5.壓阻脈搏傳感器，6.智能脈搏計數器，7.血壓袖套和*，8.實驗接插線若干。
在使用實驗儀器時應注意：
（1）開機后，應至少預熱5分鐘，待儀器穩定后才進行實驗。
（2）本實驗儀器所用氣體壓力表為精密微壓表，測量儀器范圍應在全范圍的4/5，即32kPa。微壓表的0~4kPa為精度不確定范圍，故實際可測量范圍為4~32kPa。
（3）實驗時壓氣球只能在測量血壓時使用，不能直接接入進氣口，測量壓力傳感器特性時必須用定量輸氣裝置（注射器）。
嚴禁實驗時加壓超過36kPa（瞬態）。瞬態超過40kPa，微壓表可能損壞！