测试心率的原理是什么？

人体的皮肤，骨骼，肉，脂肪等对光的反射是固定值，而毛细血管和动脉静脉由于随着脉搏容积不停变大变小，所以对光的反射是波动值。这个波动的频率就是脉搏，一般也跟心率是一致的。
　　这种方法只能得到心率信号，但是相对对运动带来的噪声抵抗力比较强，很适合目前的运动腕表。目前市面上运动腕表都是采用这个方法。至于精度嘛。。。除了apple watch（图3）以外，其他几家（图2）都是用的同一款飞利浦的专利传感器。。。。。。唯一能做的花头无非就是加速度仪去补偿运动噪声的算法不同，从我经验出发，应该都大同小异。
　　至于用绿光的原因。“血液是红的所以用绿光”的说法是扯淡。。。。真正原因是绿光对外界温度变化造成的信号漂移是最小的。参考：
　　Comparison of Reflected Green Light and InfraredPhotoplethysmography，Y. Maeda et al 2008 Comparison between red, green and blue light reflection photoplethysmography for heart rate monitoring during motion. Lee j et al, 2013

主要是用绿光来检测，当心脏收 缩，手腕处血流增加，血液吸收绿光增加，反射绿光减少；而心脏舒张，则相反，吸收绿光减 少，反射绿光增加；手环传感器通过反射的绿光频率，计算出心率。

该方案应该是基于PPG(photoplethysmography,光电容积脉搏波)的心率监测，被称为OHRM(optical heart rate monitor, 光学心率监测)。其原理说白了就是通过打一束光到手腕皮肤，检测反射回来的光线强度。心率监测装置由用来发射光线的LED灯和用来监测反射光强的传感器组成。由于心脏搏动，血管中的血液容积会有节奏的变化。LED灯发出的光线有一部分会被血管中血液吸收，血液容量越大，光线吸收就越多，反射回去的就越少。随着心脏搏动的节奏，血管中血液容量周期性变化，我们检测到的反射光强度也随之变化。根据检测到的光强信号变化间隔，经过计算就能算出心率来了。

一般来说，心率监测的原理通常分三种：一种是光电透射测量法，原理上来说就是手环与皮肤接触的传感器会发出一束光打在皮肤上，测量反射/透射的光。因为血液对特定波长的光有吸收作用，每次心脏泵血时，该波长都会被大量吸收，以此就可以确定心跳。不过缺点是耗电量大，同时会受环境光干扰。目前市面上的智能手环或手表监测心率的功能多是采用了光电透射测量法。

还有一种方法是测试心电信号的方法，手环的传感器可以通过测量心肌收缩的电信号来判断使用者的心率情况，原理和心电图类似原理。缺点是电路比较复杂，占PCB空间比较大，易受电磁干扰，同时传感器必须紧贴皮肤，放置位置相对固定，所以很难有手环采用这种测量方式。

除此之外，还有振动式测量，最近才有产品出来。 因为每次心跳都会引起身体的震动，通过高精度的传感器捕捉这种震动，再经过信号处理可以得到心跳，一般来说，智能坐垫或智能按摩器一类的产品多会采用这种测量方法，手环则比较少见。

小米手环测心率的原理则主要是：

1.通过反射原理，检测人体红细胞的含氧量

2.通过检测脉搏传导速率的方法，计算心电检测和脉搏检测的时间差来得到血压信息

3.通过内外两侧的温度感应获得更加准确的人体温度值

4.通过代谢热整合法，检测到代谢长生的热量，血氧饱和度、血流速之后，计算出血

糖浓度值

这个原理的最大突破是实现了体征数据得到的无创，对人的干扰小。血压、血糖、体

温变化值分别对高血压患者、糖尿病患者、孕妇这几类人群检测自己的身体数据会很有帮助。

 

参考网站：https://www.zhihu.com/question/37634312