生物医学传感与检测原理- 习题及答案 侯文生 ch05 生物热效应的热电式生物医学传感与检测.docx

第五章 生物热效应的热电式生物医学传感与检测 简答题 利用热敏电阻的耗散原理进行测量流量时，应工作在热敏电阻伏安特性曲线哪个区段？ 答：线性。 简述热电偶的接触电动势和温差电动势。 答：接触电动势：各种导体中都存在大量的自由电子，不同金属的自由电子密度不同，当两种金属接触在一起时，在结点就要发生电子护散，电子密度大的金属的自由电子向电子密度小的金属扩散，这时电子密度大的金属因失去电子而具有正电位；相反，电子密度小的金属因接收了扩散来的多余电子而带负电。这种扩散直到动态平衡为止，产生一个稳定的接触电动势。 单一导体的温差电动势：对单一金属 A，如果两端温度不同，分别为工和工，则在两端也会产生电势E(T,五)，该电势称为单一导体的温差电势。 简述热电偶定律。 答：①如果热电佛两电极材料相同，则虽有温差，但输出电势为零。因此必须用两种不同材料构成热电偶。 ②如果热电偶两结点温度相同，则回路中的总电势必等于零。 ③ 热电势只与两结点温度点温度相关，与热电偶的尺寸、形状及沿金属的温度分布无关。 简述热电偶的特点及生物医学传感检测应用。 答：热电偶响应时间快，尺寸小，长期稳定性好。在生物医学研究中，热电偶使用得很普遍，把热电偶放在注射针内和导管端部，可以测量皮下和体内的温度。热电偶的尺寸小，特别适合要求空间分辨率高、 响应快的场合，如用于细胞内瞬态温度的测量。 简述水银温度计、电子体温计的测量原理，分析两种检测方法的特点。尝试分析哪些因素会对检测结果带来影响？ 答：水银温度计的测量原理是热胀冷缩；电子体温计则是利用热敏电阻对温度感应原理而设计的。水银温度计特点是测温准确、稳定性高、价格低廉，受外力影响；电子体温计读数方便、测量时间短，受电子元件及电池懂点状况影响。 简述采用额温枪进行温度测量的基本原理，并分析其影响测量精度的因素。 答：任何物体在高于绝对零度(-273°C)时都会向外发出红外线,额温枪通过 传感器接收红外线,得出感应温度数据。影响因素有环境温度过低，测量模式设置错误，测量方法不对，测量位置不对。 简述利用热电式传感器进行呼吸频率和呼吸流量测量的基本原理。如何设计一个能动态显示呼吸频率的便携式呼吸监测装置？并说明各部分电路的工作原理。 答：热管式呼吸流量检测方法，图中的中心管道是呼吸气体的通道，它由导热性能良好的金属材料制成并封装在绝缘、绝热的外壳之中；中心管道上左右对称缠绕了两根相同的热电阻丝，它们具有较高的电阻温度系数；热电阻丝和外部普道电阻组成电桥，当非工作状态时，桥路输出为零。 尝试设计一种可穿戴式液晶温度传感器，并简达其工作原理及优点。 答： 略。 如何利用生物热效应进行血流量测量？简达其工作原理。 答：热源在血液中的热传导与血液的流速有一定关系，据此可测定血流量的大小。常用的热电傅、热敏电阻和金属热电阻可作为这种传感器的温敏元件，但以热敏电阻和热电阻为佳。 如何进行基础体温测量？简述其工作原理。。 答：在理想情况下，热隔离层可以实现完全的绝热效果，使得人体深部传导上来的热量全部被保留在体表，当最终热平衡时，热隔离层下的体表温度将与核心体温相同，此时即称为 “委热流”。当“委热流”达到时，便可把温度传感器 ^测得的温度视作核心体温。