大部分可穿戴设备采用光电容积脉息波描记法（PPG）来丈量心率及其他生物计量目标。PPG是一种将光照进皮肤并丈量因血液活动而发作的光散射的办法。该办法非常简略，光学心率传感器根据以下作业原理：当血活动力发作改变时，例如血脉息率（心率）或血容积（心输出量）发作改变时，进入人体的光会发作可预见的散射。下图1介绍了光学心率传感器的主要元件和基本作业原理。

光学心率传感器运用四个主要技能元件来丈量心率：

·光发射器 - 一般至少由两个光发射二极管（LED）构成，它们会将光波照进皮肤内部。

·光电二极管和模拟前端（AFE） - 这些元件捕获穿戴者折射的光，差压传感器批发厂并将这些模拟信号转换成数字信号用于核算可实践使用的心率数据。

·加快计 - 加快计可丈量运动，与光信号结合运用，作为PPG算法的输入。

·算法 - 算法能够处理来自AFE和加快计的信号，然后将处理后的信号叠加到PPG波形上，由此可生成持续的、运动容错心率数据和其他生物计量数据。

光学心率传感器能够丈量什么？

光学心率传感器可生成丈量心率的PPG波形并将该心率数据作为基础生物计量值，但是利用PPG波形能够丈量的对象远不止于此。智能温度开关定做尽管很难获得和保护准确的PPG丈量成果（咱们将在下一篇具体论述它），但是如果您能够成功获得准确的PPG丈量成果，它将发挥强壮的效果。高品质PPG信号是当今市场需求的很多生物计量的基础。图2是经过简化的PPG信号，该信号代表了多个生物计量的丈量成果。

下面咱们进一步具体解读某些光学心率传感器能够测得的成果：

·呼吸率 - 歇息时的呼吸率越低，一般这表明身体状况越好。

·最大摄氧量（VO2max）– VO2丈量人体能够摄入的最大氧气量，水位监控无线传输是人们广泛运用的有氧耐力目标。

·血氧水平（SpO2） - 是指血液中的氧气浓度。

·R-R间期（心率变异率）- R-R间期是血脉冲的间隔时间；一般而言，心跳间隔时间越长越好。R-R间期剖析，可用作压力水平和不同心脏问题的目标。

·血压 - 经过PPG传感器信号，无需运用血压计即可丈量血压。

·血液灌注 - 灌注是指人体推动血液流经循环系统的才能，特别是在濒于死亡时流经全身毛细血管床的才能。由于PPG传感器可盯梢血液活动，所以能够丈量血流相对灌注率及血液灌注水平的改变。

·心功率 - 这是心脑血管健康和身体状况的另一个目标，一般来说，它丈量的是心脏每搏的做功功率。

光学心率传感器带来的挑战

规划可穿戴设备上的光学心率传感器的难度很高，由于规划办法会遭到人体运动的很大影响。为了补偿这一点，您需求强壮的光力学和信号提取算法。图3说明了您在规划光学心率传感器时可能面临的部分主要挑战。