Как работает пульсометр в спортивных часах. Что делать, если пульсометр показывает неверные данные
Запястный пульсометр измеряет частоту сердечных сокращений с помощью светодиодов, отслеживающих ток крови в запястье. Поэтому данные частоты сердечных сокращений можно наблюдать без нагрудного ремня-пульсометра как во время упражнений, так и при повседневном ношении. Технология, использующаяся в запястном пульсометре часов Suunto, разработана компанией Valencell Inc.
На точность измерений запястного пульсометра влияет ряд факторов, а также индивидуальные различия людей. Поэтому показания запястного пульсометра следует считать приблизительными. Для получения более точных показателей рекомендуется использовать совместимый нагрудный датчик ЧСС, например, Suunto Smart Sensor .
Как носить наручный пульсометр Suunto - лучшее положение для считывания показаний
Одним из факторов, оказывающих наибольшее влияние, является то, как вы носите часы. Правильное положение может повысить точность показаний частоты сердечных сокращений. Начните со следующих советов, а затем проверяйте и изменяйте положение часов до тех пор, пока не найдете собственную «золотую середину».
 |
|
|
При повседневном использовании Носите часы Suunto хотя бы на1 палец выше костей запястья так, чтобы часы плотно прилегали к руке. Часы должны постоянно соприкасаться с кожей и не должно быть видно света от датчика. |
Во время упражнений Проверьте положение: главное, носить часы как можно выше на запястье и не давать им соскальзывать вниз во время выполнения упражнений. Хороший показатель - это положение примерно на 2 пальца выше запястья . Носите часы, плотно и равномерно прижатыми к коже, но не слишком плотно, чтобы не нарушить циркуляцию крови. |
При ношении часов с пульсометром имейте в виду следующее:
Для достижения наилучших возможных результатов:
- Разомнитесь перед началом занятий, чтобы измерять частоту сердечных сокращений. Это обеспечит стабильные показания часов с самого начала.
- Если во время занятий часы теряют частоту сердечных сокращений, остановитесь на некоторое время (примерно на 10–30 секунд). Продолжите занятие после того, как часы зафиксируются на частоте сердечных сокращений.
Избегайте следующего:
- Слишком свободное ношение часов. Датчик должен постоянно прилегать к коже. Вы не должны видеть свет, испускаемый датчиком.
- Слишком плотное ношение часов. Слишком плотное ношение часов может нарушать ток крови и снизить способность датчика контролировать частоту сердечных сокращений.
Уход за кожей:
- Регулярно снимайте часы с руки, мойте часы и ремешок водой и мягким мылом для рук, тщательно ополаскивайте и хорошо вытирайте полотенцем, прежде чем надеть их обратно.
- Рекомендуем промывать корпус часов и ремешок после каждой тренировки, предусматривающей большие нагрузки.
- Чтобы удалить остатки масла или лосьона, скопившиеся под ремешком (например, средства от загара, репеллента от насекомых или увлажняющего крема), воспользуйтесь не очень жестким мылом для рук, затем прополосните ремешок как следует и высушите с помощью полотенца.
- Ношение часов в течение длительного времени на одной и той же руке может вызвать раздражение кожи. Регулярно давайте коже отдохнуть, сняв часы или надев их на другую руку.
- Примечание: такие аллергены, как фруктовый сок, сырой картофель, сельдерей, белок, кукуруза, горох, морепродукты, орехи, соя, шерсть и т. д., а также такие абразивы, как пыль песок и некоторые лосьоны для кожи, попав под ремешок, могут очень быстро вызвать сильное раздражение кожи.
Как работает оптическое измерение частоты сердечных измерений
Оптический датчик частоты сердечных сокращений, расположенный на нижней стороне часов, светит на запястье светодиодом и измеряет свет, рассеиваемый в токе крови. Измерение основывается на том факте, что свет, попадающий в тело, рассеивается предсказуемым образом при изменении динамики тока крови, например, при изменении частоты пульса крови или изменениях объема крови (сердечный выброс).
Что следует знать об измерениях с помощью запястного пульсометра
Запястный пульсометр - это простой и удобный прибор для отслеживания частоты сердечных сокращений. Однако следует помнить, что точность и надежность оптического измерения частоты сердечных сокращений может быть разной у разных людей и при некоторых занятиях может не работать. В 90 % случаев показания лучших запястных датчиков расходятся с показаниями нагрудных пульсометров на 5 % или менее.
Вместе с компанией Valencell мы выявили следующие факторы, способные повлиять на измерение частоты сердечных сокращений:
- Во время занятий в прохладную или холодную погоду организм пытается поддерживать стабильную температуру тела за счет направления тока крови от рук и ног к торсу. Такое уменьшение тока крови к рукам может затруднить измерение частоты сердечных сокращений датчиком.
- Если у вас часто мерзнут руки, то перед занятием может потребоваться хорошая разминка, которая повысит точность показаний частоты сердечных сокращений.
- Движения рук и сгибание мышц, например, захват теннисной ракетки или кроссфит-тренировка высокой интенсивности, а также виды спорта с сильной вибрацией, напр., езда на велосипеде по неровной поверхности, могут изменить точность показаний датчика.
- Оптический датчик может предоставлять неточные показания частоты сердечных сокращений во время плавания, т. к. вода, проходящая под часами, влияет на способность оптического датчика точно считывать частоту сердечных сокращений.
- Татуировки темных цветов могут повлиять на точность показаний оптического датчика.
Обновляйте программное обеспечение своего устройства
Данные наручного датчика ЧСС не сохранены
При повседневном использовании: Если пульсометр отказал (не обнаруживает и/или не считывает частоту пульса) и если светодиоды пульсометра, расположенного на обратной стороне часов, не мигают (возможно, пульсометр не работает или отключен), проверьте, что функция Daily HR (Пульс за день) включена. Откройте Settings (настройки) >Activity (занятия) >Daily HR (дневная ЧСС) и убедитесь, что флажок зеленый. Это значит, что частота сердечных сокращений измеряется постоянно в течение дня.
Во время тренировки: Если запястный пульсометр не функционирует перед началом тренировки, убедитесь, что ваши часы не сопряжены с поясным пульсометром. Откройте Settings (Настройки) >Connectivity (Подключение) > Paired devices (Сопряженные устройства) . Если в списке есть датчик ЧСС, нажмите среднюю кнопку и выберите «Забыть».
Если вышеуказанные советы не помогли решить проблему , если ваши часы не считывают пульс или если возникли иные неполадки датчика, программная перезагрузка может решить возникшие проблемы.
Слишком большая или слишком маленькая ЧСС в начале упражнения
Если часы показывают неверные показатели ЧСС в начале упражнения, выполните разминку - это может решить проблему:
- Разминка для себя:
Качество показаний, полученных при использовании запястного пульсометра, сильно зависит от притока крови к рукам и ладоням. Правильная 10-15-минутная разминка улучшает ток крови и повышает качество измерения ЧСС.
И - Разминка для датчика ЧСС: Датчику нужно время, чтобы снять показания вашего пульса (обычно это занимает несколько минут). Чтобы у датчика было время, рекомендуется отрыть экран начала упражнения во время подготовки к тренировке (например, во время переодевания).
Более точные показания с нагрудного датчика ЧСС
Для получения более точных показателей рекомендуется использовать совместимый нагрудный датчик ЧСС, например, пояс-пульсометр SuuntoSuunto Smart Sensor. Использование нагрудного пульсометра также позволит получать показания частоты сердечных сокращений при закреплении часов на руле велосипеда или поверх рукава.
Если ваши часы подключены к поясу с пульсометром, на значке ЧСС на экране начала упражнения отображается небольшой пояс. При использовании наручного пульсометра значок остается в форме сердца.
|
|
|
Примечание.
Всегда помните, что показания частоты пульса, полученные оптическим или иным путем, являются приблизительными и их следует использовать только для справки или в рекреационных целях, а не для каких-либо медицинских целей.
Если вы попробовали все эти советы и поиск и устранение неисправностей, но проблемы с устройством Suunto остались, обратитесь в поддержку Suunto . Будем рады вам помочь!
Место крепления
Пульсометры могут крепиться на грудь и на запястье.
Нагрудные датчики крепятся с помощью специального ремня с электродной лентой. Они считывают данные с помощью электрического сопротивления. Такие модели, как правило, очень точные, и их носят лишь на тренировке, потому что в обычной жизни нагрудный ремень может мешать.
Датчики на запястье - это оптические пульсометры. Все они обладают достаточной точностью, когда их владелец находится в покое, однако для спорта лучше выбирать известные модели от зарекомендовавших себя брендов.
Хранение и представление данных
Нагрудные датчики из-за отсутствия дисплея вынуждены сохранять данные где-то ещё, в подавляющем большинстве случаев в смартфоне. Соответственно, и узнать частоту пульса можно, только заглянув в приложение.
Оптические пульсометры также обычно имеют собственное приложение или умеют синхронизироваться со сторонним спортивным софтом, однако и дисплей у них тоже есть, чтобы с удобством мониторить пульс во время тренировки.
Есть ещё замкнутые пульсометры, которые представляют собой пару «часы + нагрудный ремень». Нагрудный пульсометр синхронизируется с часами и показывает данные в режиме реального времени на дисплее. С мобильным приложением замкнутые пульсометры зачастую не синхронизируются.
Выдача информации: постоянно и эпизодически
Пульсометры для эпизодических замеров выдают информацию о пульсе по требованию и подойдут тем, кто не занимается спортом, но по каким-то причинам хочет или вынужден контролировать частоту сердечных сокращений.
Пульсометры для постоянных замеров записывают и показывают данные в режиме 24/7. Отличный вариант для спорта.
5 хороших недорогих пульсометров
Мы выбрали пять моделей, которые нам показались лучшими в своей категории по соотношению цены, качества и точности. Каждая из них принадлежит известному бренду и имеет хорошую репутацию.
Один из самых доступных нагрудных датчиков. Работает в паре со смартфоном и позволяет записывать данные в большинство спортивных приложений, среди которых Runtastic, RunKeeper, Strava, Endomondo и многие другие.
Девайс состоит из двух частей: нагрудного датчика и кардиоремня. Использовать в качестве постоянного пульсометра можно, но не очень удобно.
Это пример замкнутого пульсометра, у которого нагрудный датчик работает в паре с часами и не отдаёт информацию больше никуда. Часы и датчик заточены друг под друга, что исключает передачу ваших данных кому-либо ещё. Очень надёжная модель от одного из лидеров спортивного рынка. Интересная особенность - возможность ручной установки целевой зоны.
Оптический пульсометр, получивший признание не только спортсменов, но и конкурентов: первые пульсометры Garmin были разработаны компанией Mio Global. За время существования бренда она выпустила уже пять моделей трекеров и пульсометров.
В этом году в Россию первая версия Mio Alpha приехала по очень привлекательной цене. Высокая точность, минимальная чувствительность к помехам, устойчивое соединение и трекинг в условиях влажности (что не так часто встречается у оптики) делают эти спортивные часы одними из лучших для измерения частоты пульса.
SMA Coach
Браслет с пульсометром. Таких много, взять хотя бы тот же Xiaomi Mi Band 2. Как правило, такие модели обладают ещё кучей различных функций, не всегда нужных для спорта. При этом не все из них будут хороши как спортивные пульсометры.
SMA Coach подходит для спорта идеально: оптика здесь выносливая, при этом дополнительные функции не являются помехой. Тут можно установить режим измерения (постоянно или через заданный интервал), а расширенные возможности вроде приёма уведомлений или управления камерой превращают браслет в отличный повседневный гаджет.
Пульсометр для эпизодических замеров от LifeTrak - это высокая точность и надёжность, отличная автономность (до одного года от CR2032) и функции фитнес-часов (анализ активности и расхода калорий).
Компания LifeTrak известна и как разработчик профессионального оборудования для спортзалов, и как партнёр американских государственных учреждений, который поставляет пульсометры и другие средства мониторинга здоровья для NASA, и как поставщик фитнес-часов для New Balance. При этом и свою линейку гаджетов не забывает.
LifeTrak C400 достаточно прост в управлении и измеряет пульс по запросу. Важное отличие этого пульсометра для эпизодических замеров от иных в том, что пульс показывается в пределах минуты, пока пользователь удерживает кнопку. У большинства аналогов данные отдаются в конкретную секунду сразу после нажатия.
Обменяете ли вы свой нагрудный пульсометр на оптический пульсометр для запястья?
Для этого теста мы использовали Garmin Fenix 3HR
Пульсометры для запястья становятся всё более и более распространенными и их можно наблюдать везде от современнейших элитных спортивных смартчасов до фитнесс трекеров, эта технология рекламируется повсюду.
Не удивительно, что эти пульсометры завоевали популярность среди велосипедистов, в отличие от неудобного промокшего от пота нагрудного ремня для измерения пульса. Но обеспечивает ли пульсометр на запястье необходимую точность измерений?
Конечно, изготовители этих изделий уверяют вас, что их продукция обладает необходимыми показателями, но проблема в том, что факторы, влияющие на точность в большинстве случаев сложно проконтролировать в реальных условиях.
Итак, мы провели исследование, смогут ли пульсометры для запястья с оптическим датчиком заменить старый добрый и достоверный нагрудный пульсометр. Для испытаний мы взяли и стандартный нагрудный пульсометр от . Испытания проводились в реальных условиях велосипедной езды, для проверки точности пульсометра на запястье.
Что такое оптический пульсометр?
Оптические датчики пульса не являются новинкой и применяются в велосипедной индустрии например – датчики LifeBEAM. Изначально разработанные для контроля жизненных показателей космонавтов и пилотов, датчики LifeBEAM размещались на лбу для считывания значений пульса.
LifeBEAM и датчики для запястья схожи по принципу действия с фотоплетизмографическими (PPG) датчиками для пальцев, применяемых в больницах.
Большинство устройств для запястья доступных в настоящий момент, используют низко интенсивное излучение зёленого цвета, при прохождении которого через кожу определяется частота пульса. Кости, мягкие ткани и кровь поглощают излучение в различной степени. Оптический датчик определяет частоту пульса по изменению отражения света от потока крови, проходящего через вены.
Нагрудный пульсометр имеет датчик другого типа, который измеряет электрические импульсы небольшой амплитуды, излучаемые сердечной мышцей при её сокращении. Показания с такого датчика не могут быть считаны до тех пор, пока вы не вспотеете (другой способ электроды датчика необходимо смочить водой или специальным гелем), это необходимо для создания проводящей среды между датчиком и вашей кожей.
Общим моментом для обеих систем является необходимость хорошего контакта с вашей кожей, а это значит, что правильное размещение устройств оказывает огромное влияние на точность считывания показаний.
Насколько точен оптический метод измерения пульса?
Несмотря на популярность, точность пульсометров для запястья остаётся предметом споров. Даже имеют место групповые судебные иски против компании FitBit, поводом для которых послужили недостоверные измерения пульса, такими устройствами как FibBit Charge HR, Blaze и Surge.
Журнал Американской Медицинской Ассоциации опубликовал данные тестирования, которые показали, что ни одно из устройств ( , Mio Alpha Fit, Bit Charge HR и Basis Peak) не способно обеспечить достоверную выдачу показаний во время умеренной физической нагрузки. И авторы заявляют: «В случае необходимости получения точных измерений пульса настоятельно рекомендуется пользоваться нагрудными пульсометрами с электродами».
Брендовые производители скромно умалчивают, насколько точны их датчики, тестовую информацию по этому вопросу мне удалось найти только от Mio. Однако этот тест проводился над самим датчиком, а не над фитнес трекером.
Довольно часто проблемы с пульсометром на запястье возникают, если во время тренировки датчик неплотно контактирует с кожей. Все тесты, которые мне довелось видеть, проводились в лабораторных условиях с привлечением спортсменов-бегунов на беговых дорожках.
Если не брать в расчет измеритель мощности, пульс является наиболее точной метрикой для измерения потраченных усилий. Попадание в определенную зону частоты сердечных сокращений является важной целью, если вы следуете предписанной тренировочной программе, результат тренировки может оказаться весьма отличающимся от ожидаемого при выходе за пределы этой зоны.
Точность пульсометра для запястья в сравнении с нагрудным пульсометром
Пульсометр для запястья оснащен оптическим датчиком, который считывает показания в режиме 24/7
Для тестирования на точность пульсометров Fenix 3 HR и Garmin Elevate я использовал стандартный нагрудный пульсометр Garmin, тестирование проводилось в реальных условиях – езда на велосипеде.
Стоит отметить, что это не научное исследование, я задался целью выполнить проверку на точность в реальных условиях, и контролировал все параметры настолько тщательно насколько это возможно. Обращаю внимание, я протестировал оптический датчик одного производителя и могу обсуждать только эти результаты. Каждое из устройств измеряет пульс своим способом и с различными интервалами.
Тестирование состояло из тренировки на велотренажере в помещении, и из реальных поездок на дорожном горном велосипедах. Перед каждой тренировкой я проверял правильность крепления пульсометров на запястье в соответствии с руководством пользователя.
Также стоит отметить, что для фиксации на запястье датчика пульсометра в соответствии с руководством пользователя, мне пришлось затянуть ремешок гораздо туже чем обычно – на две отметки на ремешке.
На приведенной ниже диаграмме красной линией представлены данные с Garmin Fenix 3 HR, а голубой линией данные с нагрудного пульсометра Garmin HR.
Результаты теста на турбо трейнере
Тест на турбо трейнере ближе к лабораторным условиям и вы можете видеть на диаграмме выше, что результаты с пульсометров обоих типов очень схожи, за исключением пары странных значений.
Результаты теста на дорожном велосипеде
Как только я взял пульсометр для запястья Fenix 3 HR (красная линия) на испытания в реальных условия начали проявляться сбои. На верхней диаграмме показана езда по довольно ухабистой дороге с грязевыми участками, на нижней диаграмме отображается определённо более ровный маршрут.
На нижней поездке есть период продолжительностью около 10 минут где информация с Fenix 3 HR полностью пропадает. Во время поездки перерывов не было, положение пульсометра и степень его прижатия к запястью не изменялись.
Как вы можете видеть, во время обоих поездок есть значительные промежутки времени, где показания между пульсометрами отличаются более чем на 40 ударов в минуту. Но при этом средняя частота сердечных сокращений во время поездки отличается всего лишь на один удар в минуту в обоих случаях.
Результаты теста на горном велосипеде
Наконец когда дело дошло до езды на горном велосипеде, профили выглядят как два совершенно разных профиля езды. Хотя показания в основном отличаются примерно на 10 ударов в минуту, создается впечатление, что это совершенно разные треки.
Вывод
На показания датчика пульсометра Garmin Fenix 3 HR похоже влияет большое количество факторов. Прежде всего, я следовал указаниям по размещению и закреплению пульсометра на запястье. При этом я одел его на запястье плотнее и выше чем делаю это обычно.
Если вы посмотрите на результаты, полученные на турбо трейнере, то увидите, что точность датчика пульсометра для запястья практически соответствует нагрудному пульсометру. Однако при езде, как на дорожном, так и горном велосипедах, тряска и толчки снижают точность показаний пульсометра для запястья. Возможно, это происходит из-за нарушения плотного прилегания датчика к коже.
Интересный момент – несмотря на разницу в показаниях, минимальное, максимальное и среднее значения за все время отличались всего на пару ударов в минуту.
Фактором, сыгравшим большую роль, особенно при езде на горном велосипеде, была потливость, пульсометр сползал вниз, особенно езде на спусках. Я пытался подтянуть ремешок на более высокий уровень, но уставшими от поездки руками это сделать сложно.
Я обратился к Garmin с результатами тестов, чтобы выяснить, как объяснить мои результаты тестов с их собственными тестами, на что был получен ответ:
«Мы очень рады, что вы нашли время для проведения сравнений и удивлены полученными результатами. Вся продукция Garmin тестируется в контролируемой и подходящей среде, позволяющей проверять параметры изделий, но мы принимаем результаты ваших исследований и сохраним их на будущее».
Итак, пульсометр для запястья показал все свои недостатки, стоит ли вам тратить не так просто заработанный деньги на новые технологии? Может быть. Если вы следуете строго предписанному плану тренировок, и вам необходимо находится в определенной зоне сердечного ритма для достижения цели, пользуйтесь вашим нагрудным пульсометром. Если же нет и вам не нужны сверхточные данные, то пульсометр для запястья может вполне подойти для определения общих направлений вашего тренинга.
Виджет от SocialMart Спасибо за лайки на сайте ! Будьте счастливым, спортивным и активным человеком всегда! Напишите, что Вы думаете по этому поводу, какими гаджетами пользуетесь и почему?Хотите узнать больше? Прочтите:
- Фитнес-трекеры отлично подходят для подсчета шагов,…
- Тестирование пульсометра для ношения на запястье в…
- Лучшие модели наручных пульсометров года: обзор и…
Несмотря на высокую технологичность и достойное качество современных пульсометров, к нам иногда обращаются с таким вопросом. Иногда девайс может показывать данные, которые кажутся неправдоподобными даже неопытному пользователю, например, пульс 220 на легкой пробежке или 50 ударов сердца в минуту на ускорениях.
В чем же причина и как это исправить?
Сразу успокоим вас - причина обычно не в самих часах, а в датчике пульса . Вторая хорошая новость - в подавляющем большинстве случаев это легко исправить.
Итак, в чем причины ненормальных показателей пульса?
1. Отображение пульса в формате % от максимального
Возможно, в настройках ваших часов указан формат отображение пульса не в ударах в минуту, а в % от максимального - тогда на тренировке будет казаться, что ваш пульс не дотягивает и до сотни. Если такой формат вам непривычен, измените настройки часов.
2. Датчик плохо прилегает к телу
Нагрудный датчик Polar получает сигнал с вашей кожи и обычно располагается под грудной мышцей. В этом месте сигнал наиболее сильный.
Сила сигнала, принимаемого датчиком, зависит от анатомических особенностей, жирового слоя, формы грудной клетки и расположения сердца. Если сигнал слабый, особое значение приобретает тесный и постоянный контакт между электродами и кожей.
Чтобы его обеспечить:
- Смачивайте электроды перед тренировкой. В начале тренировки кожа и датчик сухие, и это может быть причиной неверных показателей пульса. В процессе занятия вы потеете и контакт улучшается, в том числе благодаря солям, которые выделяются из наших пор вместе с жидкостью. До тренировки вы можете увлажнить датчик водой или слюной. Кроме того, вы можете использовать специальный гель , улучшающий проводимость, обеззараживающий датчик (который является отличной средой для бактерий), а также предотвращающий натертости.
- Затяните потуже резинку датчика. Лента должна плотно прилегать к телу, но при этом не вызывать дискомфорта и не мешать дыханию.
- Попробуйте другие положения датчика. Обычно ленту надевают под грудную мышцу, однако, такое расположение не всем удобно и некоторые носят датчик не под грудью, а над ней - если при этом пульс отображается корректно и пользователю удобно, такой вариант вполне имеет право на жизнь. Иногда нужно сместить сам передатчик влево или вправо, известны также случаи, когда пользователи переворачивали датчик так, чтобы логотип смотрел вниз или даже надевали его со стороны спины.
- Возможно, у вас просто очень волосатая грудь! Волосы значительно ухудшают контакт датчика с кожей, поэтому попробуйте побрить участки кожи, контактирующие с электродами.
- Загрязненный датчик. Высохший пот, благодаря содержащимся в нем солям и примесям, может загрязнить датчик и мешать передаче сигнала. Не забывайте промывать датчик под теплой водой после каждой тренировки, а также иногда мыть его с мылом. Обязательно просушивайте его после тренировки и храните согласно инструкции - это поможет значительно продлить ему жизнь.
3. Помехи
Иногда сигнал может искажаться из-за электромагнитных сигналов, вызванных:
- Высоковольными проводами (ЛЭП)
- Линиями для электропоездов
- Трамваями, троллейбусами и электрическими автобусами
- Светофорами
- Моторами автомобилей
- Велокомпьютерами
- Мобильными телефонами
- MP3 плеерами
- mp3 players
Для датчиков H2, H3, WearLink Hybrid, WearLink W.I.N.D., использующих протокол передачи данных W.I.N.D:
- Микроволновыми печами
- Компьютерами
- Wi-Fi роутерами.
4. Дистанция между устройством и датчиком пульса (работающим на технологии GymLink) слишком большая
Дистанция между вашим датчиком и часами не должна составлять более 1 метра. Если расстояние будет больше, ваш пульсометр может не получать все данные о частоте сердечных сокращений, в результате часы будут показывать один и тот же пульс длительное время.
5. Сигналы с других датчиком пульса Polar
Датчики H1, H2, H7, T31, T31C, WearLink, WearLink Hybrid и WearLink Nike+ передают данные о пульсе с использованием технологии GymLink. Однако, датчик Polar T31 не кодированный, в отличие от остальных. Поэтому на него могут влиять сигналы с других устройств.
Избежать этого лишь увеличив дистанцию между вашими часами и другими датчиками.
6. Статическое электричество и/или технологичная спортивная одежда в сочетании с особенностями погоды
Если вы тренируетесь в условиях низкой влажности в сочетании с сильным ветром, ваша футболка может биться о датчик, производя статическое электричество. Это может привести к помехам, особенно если контакт между датчиком и кожей не слишком хорош.
Чтобы избежать этого:
- Увлажняйте электроды перед тренировкой
- Используйте хлопковую футболку
- Используйте более обтягивающую одежду, чтобы она не развевалась на ветру.
7. Аритмия
Все девайсы Polar созданы для людей с нормальным сердечным ритмом и не приспособлены для диагностики аритмии. В большинстве случаев пульсометры Polar корректно работают и при аритимии, но в некоторых случаях устройство может отображать некорректные данные.
8. В датчике пульса села батарейка
Если в вашем датчике пульса садится батарейка, расстояние, на которое он может передать сигнал, уменьшается, что может приводить к ошибкам.
Чтобы решить проблемы, обратитесь к инструкции к вашей модели датчика пульса - в некоторых моделях, например , для замены батареи достаточно открыть крышечку за задней части передатчика с помощью монетки и вставить новую батарею, в то время как старые модели типа Polar T31 потребуют замены всего датчка целиком, так как элемент питания там несменный.
В статье использованы материалы сайта www.polar.com.
В этой статье вы узнаете о нескольких деталях, на которые нужно обращать внимание при разработке сенсоров фотоплетизмографа.
Введение
В предыдущей статье вы познакомились с конструкцией . Сегодня я поделюсь некоторыми наработками, которые могут быть полезны при выборе элементной базы плетизмографа и разработке его электрической схемы. Они помогут улучшить качество полезного сигнала, на которое в первую очередь влияют следующие факторы:- отсутствие артефактов;
- наличие выраженной пульсовой волны в точке регистрации;
- конструкция чувствительного элемента.
Существуют несколько источников артефактов:
- передвижения человека, использующего фотоплетизмограф, относительного источника освещения, естественного или искусственного, например, перемещение тени от солнца во время занятий спортом;
- передвижения источника света относительно человека или изменение яркости этого источника. Например, мерцания люминесцентных ламп;
- не связанные с пульсом движения частей тела вызывающие движения фотоплетизмографа или точек тела в том месте, где установлен чувствительный элемент. Например, движения костей предплечья, возникающие при движениях пальцами, движения костей головы, связанные с речью и мимикой.
Похожая ситуация наблюдается при измерении пульса с фаланги пальца. Изменение температуры в помещении или легкое изменение позы человека и вызванное этим смещение точки регистрации на небольшое расстояние могут привести к снижению уровня сигнала или вовсе к его исчезновению.
При измерении пульса с виска проблема отсутствия сигналов обостряется. Площадь виска больше площади пальца, труднее найти точку, в которой пульс лучше проявлен, и больше вероятность, что пользователь наденет датчик неправильно.
Многоканальные чувствительные элементы
Для решения описанной проблемы может быть применен распространенный в технике принцип – дублирование, которое в данном случае подразумевает использование датчика с несколькими чувствительными элементами. Принципиальная схема, реализующая такую идею, приведена на следующем рисунке.
Предвижу скептические мысли читателей насчет параллельно включенных светодиодов. Прошу не судить строго, так как это опытный образец, который не должен был эксплуатироваться длительное время.
Светодиоды и фототранзисторы на печатной плате располагаются попарно. Размер платы выбирается таким, чтобы перекрывать всю область виска, это позволяет располагать там же схему усиления и фильтрации сигнала. Плата может содержать отверстия для крепления к ленте-тесьме. Внешний вид датчика с девятью чувствительными элементами представлен на следующем рисунке.
Аналогичное решение может быть применено для измерения пульса с пальца или запястья. Ниже изображена схема датчика, состоящего из четырех фототранзисторов и одного светодиода.
Эмиттеры фототранзисторов могут не соединяться и тогда сигналы с каждого из них измеряются независимо, в этом случае требуется специальное многоканальное измерительное устройство. Многоканальное исполнение может быть также полезно для устранения артефактов. Если артефакт возникает только в районе одного фотоэлемента, он фиксируется и не учитывается в общей картине измерения. Однако использование такой схемы не всегда удобно, так как приводит к увеличению габаритов. Совсем другое дело, если соединить фоточувствительные элементы параллельно. В этом случае требуется только один измерительный канал. На следующем рисунке приведен прототип такого датчика. Он работает по схеме «на отражение». Светодиод располагается в центре, а фототранзисторы по краям. Датчик может использоваться для регистрации пульсограммы с фаланги пальца или запястья. Печатная плата разведена так, чтобы иметь возможность подключать фототранзисторы в многоканальный или одноканальный варианты.
Компаудирование
Для лучшей фиксации фотоэлементов поверхность печатной платы может быть залита компаундом. Для заливки изготавливается специальная форма, которую вы также видите на рисунке. Чтобы компаунд не прилипал к форме, ее лучше изготавливать из фторопласта. Если форму выполнить из другого материала, например из металла, то перед заливкой компаунда ее следует смазать специальным составом. Если такого состава нет в наличии, подойдет обычный вазелин. Следует также внимательно подходить к выбору компаунда, так как неправильно выбранный состав может деформировать элементы при отверждении.Кроме фиксации компаунд выполняет роль светофильтра. Для этой цели подходят эпоксидные компаунды с красителями. Например может использоваться компаунд «Эпоксикон» производства СПбГТИ.
Альтернативу компаундам могут составить твердые светофильтры. Они вплотную прилегают к печатной плате, а для светодиодов и фототранзисторов выполняются пазы фрезой или лазером. На следующем рисунке изображен датчик с элементами, закрытыми отфрезерованной пластиной.
Наличие светофильтра позволяет минимизировать артефакты, создаваемые внешними источниками света. На следующем изображении представлен вид оптических компаундов до отверждения и после.
Особенности выбора фототранзисторов и светодиодов
Для регистрации пульсовой волны используются фоточувствительные элементы – фотодиоды или фототранзисторы. В этой статье речь идет только о фототранзисторах. Потому что на момент моего начала работ в этом направлении уже имелись на руках несколько десятков различных транзисторных сенсоров (клипс, прищепок и напалечников), а также были наработанные схемотехнические решения. Использование диодов при этом ничуть не хуже и повсеместно применяется в различных приложениях, например в распространённых медицинских датчиках стандарта Nellcor.При выборе фототранзисторов и светодиодов в первую очередь следует обращать внимание на следующие характеристики:
- длину волны (максимум спектральной характеристики) [нм];
- угол половинной яркости для светодиодов и угол охвата для фототранзисторов [град.];
- интенсивность излучения [мВт/ср] для светодиодов и чувствительность для фототранзисторов [мА/(мВт/см2)];
- номинальный ток фототранзистора и светодиода [мА];
- темновой ток фототранзистора [мА];
- наличие встроенных в корпус линз и светофильтров.
Для измерения пульса лучше всего подходят длины волн, которые сильнее всего поглощаются кровью. Это волны соответствующие зеленому цвету 530 нм. Так же используются красный и инфракрасный диапазоны. Очень рекомендую с классификацией способов измерения пульса, там же вы узнаете про спектр поглощения гемоглобина.
При выборе фотоэлементов следует обращать внимание на наличие линз и светофильтров, которые позволяют достичь желаемого угла половинной яркости и охвата, а, значит, быть менее чувствительным к излучению от других источников. Встроенные фильтры позволяют работать только в выбранном спектральном диапазоне. Если выбрать светодиод с большим углом половинной яркости и фототранзистор с большим углом охвата, то свет будет проходить, минуя поверхность кожи. Это приведет к ухудшению измерительного диапазона и световой поток, модулируемый пульсовой волной, практически не будет влиять на выходной сигнал измерительной схемы. Эта ситуация проиллюстрирована на следующем рисунке
Угол а2 является допустимым, а угол а1 слишком велик для того чтобы использовать светодиод с таким углом в устройстве измерения пульса. Этот пример относится к случаю измерения пульса «на отражение». Выбор светодиода с большим углом половинной яркости в устройствах, работающих «на просвет» приведет к тому, что большая мощность излучения будет проходить мимо фотоприемника. Это нежелательно, особенно в мобильных устройствах.
Также следует обращать внимание на интенсивность излучения светодиода, измеряемую в милливаттах на стерадиан [мВт/ср]. В документах на светодиоды она указывается обычно при токах 20, 100 и 1000 мА. Для экономии электроэнергии лучше выбирать светодиоды, у которых эта характеристика выше при одном и том же потребляемом токе. Следует обращать внимание на величину фотоэлектрического тока фототранзистора, чем больше ее значение, тем лучше. Последние две характеристики связаны между собой. В результате, уровень минимально ожидаемого сигнала должен быть хотя бы в несколько раз выше ожидаемого уровня шумов в измерительном устройстве.
Светодиоды и фототранзисторы часто продаются парами, подходящими друг к другу конструктивно и по спектральным характеристикам. В таблице приведены характеристики нескольких пар светодиодов и фототранзисторов. Пары в строчках 2 и 3 не подходят для использования в пульсометрах из-за большого угла и низкой мощности излучения. Пары 1, 4 и 5 подходят, причем первая пара подходит лучше всего. Это было подтверждено испытаниями. При прочих равных условиях лучший сигнал пульсограммы снимался при использовании первой пары. Нужно отметить, что если между светодиодом и фототранзистором поставить непрозрачную преграду, то угол излучения и чувствительности будут не так сильно влиять на качество измерения пульса.
