操作方法

生 理 訊 號 感 測 器 模 組 操 作 方 法 說 明 書 本 產 品 生 理 訊 號 感 測 器 模 組 主 要 針 對 四 種 生 理 訊 號 心 電 圖 (EG) 眼 動 圖 (EOG) 腦 波 圖 (EEG) 和 肌 電 圖 (EMG) 進 行 開 發, 同 時 需 要 加 上 兩 組 獨 立 電 源 系 統 ( 由 板 子 的 左 邊 輸 入, 正 負 V 各 兩 組, 不 同 接 地 點 ) 各 生 理 感 測 器 輸 出 訊 號 線 為 到 條, EG EEG 有 一 組 輸 出,EOG EMG 有 二 組 輸 出 心 電 圖 感 測 器. 原 理 : 在 心 電 訊 號 量 測 上 我 們 使 用 肢 體 誘 導 測 量 法, 均 以 右 腳 為 參 考 接 地, 而 由 右 手, 左 手 和 左 腳 的 不 同 組 合, 可 測 量 出 六 種 導 程 的 心 電 圖 訊 號, 分 別 為 Lead I Lead II Lead III av R av L 和 av F 正 常 心 電 圖 的 頻 率 範 圍 在 0.~00Hz, 最 大 振 幅 約 為 mv 為 了 避 免 電 源 供 應 器 或 測 量 儀 器 的 漏 電 流 造 成 受 測 者 電 擊 危 險, 採 用 隔 離 電 路 的 設 計 方 式 下 圖 為 心 電 圖 測 量 方 塊 圖, 以 表 面 電 極 ( 或 電 極 夾 ) 置 於 四 肢 上, 為 了 實 驗 方 便 改 黏 貼 在 手 肘 內 側 及 手 腕 內 側, 量 取 極 微 弱 的 電 位 變 化 導 程 選 擇 電 路 包 含 一 隨 耦 器, 用 於 匹 配 電 極 與 皮 膚 間 的 阻 抗, 以 增 加 測 量 的 靈 敏 度, 並 採 用 儀 表 放 大 器 作 為 前 置 放 大 器, 以 便 將 心 電 圖 的 向 量 訊 號 萃 取 出 為 單 極 訊 號, 其 放 大 倍 率 為 00 隔 離 電 路 乃 作 為 隔 離 訊 號 和 電 源 之 用 帶 通 濾 波 器 的 頻 寬 為 0.~00 Hz, 增 益 放 大 器 可 將 過 濾 後 的 微 弱 訊 號 放 大 0 倍, 訊 號 經 過 0Hz 帶 拒 濾 波 器 後, 則 是 最 終 的 心 電 圖 信 號. 步 驟 : Step: EG 生 理 感 測 板 的 左 邊 為 接 到 電 源 模 組, 請 依 照 印 刷 電 路 板 的 +V -V GN 連 接 ( 兩 組 獨 立 電 源, 不 同 接 地 點 ), 右 下 角 的 OUTPUT 接 點 是 各 生 理 訊 號 的 輸 出 端 最 上 面 有 四 個 信 號 輸 入 的 接 點, 從 左 邊 往 右 邊 分 別 是 R L LL RL, 右 上 角 有 用 跳 線 的 六 個 插 孔 是 導 程 選 擇, 由 上 到 下 分 別 是 Lead I Lead II Lead III av R av L 和 av F, 選 擇 導 程 之 後 連 接 到 左 下 角 的 INPUT 接 點, 可 變 電 阻 是 可 調 整 放 大 倍 率, 但 相 對 的 雜 訊 也 會 放 大 Step: 測 試 前, 先 將 獨 立 電 源 接 上, 並 接 到 EG 生 理 感 測 板, 人 體 的 電 極 接 線 如 下 頁 左 圖 所 示, 以 示 波 器 連 結 到 生 理 感 測 信 號 輸 出 線 第 一 組, 您 將 可 看 到 Lead I 的 輸 出 訊 號 如 下 頁 右 圖

EG 接 點 圖 : 右 手 手 腕 為 RL 左 手 手 腕 為 LL 右 手 肘 關 節 內 側 為 R 左 手 肘 關 節 內 側 為 L EG 波 形 圖 JP R 00 +V ' -V' U 0N +V ' U V+ +V GN GN 0 V- -V -V' ISO P +V -V R K 0.uF 0.uF R0.K +V U TL 0 R 00K -V R R 0K R 00K U TL 0 00K +V ' R U TL 0 R 0 R 0 L -V' U TL 0 R 0 R 0 R 0 R 0 U TL 0 0.uF R R K K 0.uF 0.uF -V U TL 0 0.uF R K 0.uF R K LL RL +V ' -V' U TL 0 J -V +V 0 -V' +V ' onnector JP 0 Title Size R R0 K K Number +V R.K R K J 0 Revision ate: 00// Sheet of File: :\ 學 校 專 r aw n y: 題 \ 台 大 \E G\ 心 電 圖.Sch oc EG 波 形 圖

眼 動 圖 感 測 器. 原 理 : 眼 球 的 運 動 主 要 是 受 三 對 肌 肉 的 控 制, 而 眼 球 肌 肉 對 會 受 腦 神 經 的 刺 激 而 產 生 電 位 變 化, 當 眼 球 朝 不 同 方 向 運 動 時, 會 激 發 相 對 應 的 眼 球 肌 肉 因 此 本 平 台 同 時 觀 察 眼 球 滑 動 時 的 垂 直 和 水 平 分 量 在 眼 睛 的 上 下 左 右 四 個 方 位 各 放 置 不 同 的 表 面 電 極, 而 在 額 頭 處 放 置 參 考 電 極 下 圖 為 眼 球 滑 動 測 量 方 塊 圖, 包 含 兩 組 電 路, 可 同 步 測 量 眼 球 之 水 平 和 垂 直 的 分 量 因 此, 當 眼 球 分 別 朝 左 右 ( 水 平 ) 或 上 下 ( 垂 直 ) 移 動 時, 相 對 的 肌 力 分 量 會 有 明 顯 的 變 化 其 前 置 放 大 器 使 用 儀 表 放 大 器, 放 大 倍 率 為 倍, 採 用 JFET 型 的 運 算 放 大 器 帶 通 濾 波 器 的 頻 寬 設 為 0.0~0 Hz, 以 利 看 出 肌 力 的 持 續 力, 再 將 此 微 弱 訊 號 放 大 00 倍, 即 為 眼 球 滑 動 訊 號 EOG 測 量 方 塊 圖 J 0 -V +V -V' +V' R 0K R + 0K - R R K R 00K R 0K R.K +V R -V' +V' -V' R0 0K +V' K U 0 +V' U V+ +V GN GN 0 V- -V -V' ISOP +V -V uf uf R M.K +V -V M R U T L0 + 0K - R U T L0 R K R0 K 0.uF -V 0.uF U T L0 J 0 +V' R +V' K -V' -V' +V' U U 0 V+ +V GN GN 0 V- -V -V' ISOP +V -V uf R 0K R.K +V U T L0 uf R M -V R R0 K R 00K U T L0 R K R K R 0K R.K +V 0.uF -V 0.uF U T L0 R 0K M T itle Size Number Revision ate: 00// Sheet of File: :\ 學 校 專 題 \ 台 大 \EO G\ 眼 動 圖.Sch oc rawn y: EOG 電 路 圖

. 步 驟 : Step: 上 面 五 個 信 號 輸 入 點, 由 左 到 右 分 別 為 左 右 下 上 GN, 上 半 部 電 路 是 量 測 左 右 眼 球 肌 肉, 下 半 部 電 路 則 是 量 測 上 下 眼 球 肌 肉 電 路 板 上 有 六 個 可 變 電 阻, 由 左 至 右 兩 兩 為 一 組, 左 邊 是 調 整 上 下 ( 下 半 部 電 路 ), 右 邊 是 調 整 左 右 ( 上 半 部 電 路 ); 前 兩 個 可 變 電 阻 是 輸 入 信 號 的 準 位 調 整, 中 間 兩 個 可 變 電 阻 是 調 整 之 後 的 準 位, 後 面 兩 個 可 變 電 阻 是 放 大 倍 率 的 調 整 若 要 調 整 放 大 倍 率, 須 先 調 整 放 大 的 倍 率 ( 後 面 兩 個 可 變 電 阻 ) 並 搭 配 調 整 準 位 ( 中 間 兩 個 可 變 電 阻 ) ( 調 整 過 程 應 避 免 可 變 電 阻 調 太 大, 使 得 準 位 偏 移 太 多, 應 該 要 調 整 到 在 中 間, 維 持 在 0 準 位 ) Step: 測 試 前, 先 將 獨 立 電 源 接 上, 並 接 到 EOG 生 理 感 測 板, 人 體 電 極 接 線 如 下 圖 所 示, 以 示 波 器 連 結 到 生 理 感 測 信 號 輸 出 線 第 一 組 ( 表 示 左 右 ) 與 第 二 組 ( 表 示 上 下 ), 我 們 做 出 眼 球 看 右 左 右 左 的 動 作 您 將 可 看 到 如 下 圖,ch 出 現 眼 球 右 左 右 左 的 訊 號 ( 僅 表 示 觀 察 生 理 感 測 信 號 輸 出 線 第 一 組 ) EOG 接 點 圖 EOG 波 形 圖

腦 波 圖 感 測 器. 原 理 : 腦 波 訊 號 主 要 是 來 自 於 大 腦 皮 質 層 所 產 生 的 電 位 變 化, 並 由 節 律 的 電 訊 號 和 暫 態 的 放 電 訊 號 所 組 成, 但 因 不 同 位 置 的 大 腦 皮 質 層, 掌 管 了 不 同 的 生 理 功 能 在 設 計 上, 由 於 頭 部 有 頭 髮 的 阻 礙, 不 易 將 電 極 固 定 於 頭 皮 上, 所 以 將 電 極 位 置 選 取 在 額 頭 Fp 和 Fp 位 置 及 下 耳 垂 位 置 如 圖, 並 以 Fp 為 參 考 電 位 圖 為 腦 波 圖 測 量 方 塊 圖, 以 表 面 電 極 量 取 極 微 弱 的 α 波 電 位 變 化, 其 為 眼 睛 受 光 線 刺 激 而 激 發 的 腦 波 訊 號 因 此, 當 眼 睛 睜 開 或 閉 上,α 波 會 出 現 波 率 變 動 (rrhythmic) 的 現 象 前 置 放 大 器 採 用 儀 表 放 大 器, 用 於 將 腦 波 圖 的 向 量 訊 號 萃 取 出 為 單 極 訊 號, 其 放 大 倍 率 為 0, 並 採 用 JFET 型 的 運 算 放 大 器 來 提 高 阻 抗 匹 配 帶 通 濾 波 器 的 頻 寬 設 為 ~0 Hz, 再 將 通 過 濾 波 器 的 微 弱 訊 號 加 以 放 大 000 倍, 便 可 取 得 腦 波 訊 號 EEG 測 量 方 塊 圖 VR -V 0K +V R K +V' U U R.M -V R K R M 0.uF -V 0 +V' V+ +V +V U -V' GN GN 0 V- -V 0.uF 0.uF -V R.M U T L0 T L0 R 00K R 00K U -V' ISOP 0.uF -V' VR 0K +V' +V R.K R0 +V R.K R 0K 0K J J -V 0 +V 0 -V' +V' T itle Size Number Revision ate: 00// Sheet of File: :\ 學 校 專 題 \ 台 大 \EE G\ 腦 波.Sch oc rawn y: EEG 電 路 圖

. 步 驟 : Step: 板 子 左 上 有 三 個 信 號 輸 入 點, 由 左 至 右 分 別 為 F p F p 和, 將 電 極 位 置 選 取 在 額 頭 F p 和 F p 位 置 及 下 耳 垂 位 置, 並 以 F p 為 參 考 電 位, 兩 個 可 變 電 阻 分 別 是 調 整 準 位 Step: 測 試 前, 先 將 獨 立 電 源 接 上, 並 接 到 EEG 生 理 感 測 板, 人 體 電 極 接 線 如 下 圖 所 示, 由 於 輸 出 的 信 號 很 像 是 雜 訊, 所 以 需 搭 配 軟 體 來 分 析, 分 別 有 α β δ 和 θ 關 於 軟 體 可 參 考 LabVIEW 硬 體 介 面 -Q 感 測 器 篇 ( 含 生 理 感 測 )( 隨 書 附 光 碟 )/ 高 立 圖 書 有 限 公 司 中 的 生 理 擷 取 與 分 析 軟 體 本 產 品 也 有 內 附 一 套 LabVIEW 的 程 式 可 供 分 析, 僅 須 要 準 備 一 張 NI 的 00 US 轉 換 卡 以 及 LabVIEW.0 即 可 使 用 EEG 接 點 圖 ( 下 耳 垂 接 右 額 接 F p 左 額 接 F p ) EEG 原 始 訊 號 EEG 所 有 分 析

δ 波 θ 波 α 波 β 波

肌 電 圖 感 測 器. 原 理 : 肌 電 訊 號 主 要 是 測 量 一 肌 纖 維 活 化 時, 所 共 同 產 生 的 活 動 電 位 的 變 化 在 本 實 驗 特 別 針 對 骨 骼 肌 的 肱 二 頭 肌 做 測 量, 其 主 要 支 配 的 動 作 為 前 臂 彎 曲 電 極 擺 放 於 肱 二 頭 肌 上, 參 考 電 位 之 電 極 置 於 另 外 一 手 上 之 任 意 處 下 圖 為 肌 電 圖 測 量 方 塊 圖, 以 表 面 電 極 置 於 上 臂 上, 量 取 極 微 弱 的 肱 二 頭 肌 電 位 變 化, 前 置 放 大 器 使 用 儀 表 放 大 器, 用 於 將 肌 電 圖 的 向 量 訊 號 萃 取 出 為 單 極 訊 號, 其 放 大 倍 率 為 00, 並 採 用 JFET 型 的 運 算 放 大 器 帶 通 濾 波 器 的 頻 寬 為 0~000 Hz, 再 將 此 微 弱 訊 號 放 大 0/00 倍, 即 為 肌 電 訊 號, 再 將 此 肌 電 訊 號 積 分, 此 參 數 可 用 來 評 估 出 肌 力 大 小 EMG 測 量 方 塊 圖 0 J -V +V -V' +V' onnector R 0K R +V -V VR 0K R R R 0K +V R0.K K +V' -V' +V' U U V+ +V 0N GN GN 0 V- -V -V' ISOP K +V -V M +V -V U T L0P R K R K U R T L0P.K 0.uF 0.uF R K 0.uF -V R K 0.uF U T L0P R 0K U T L0P R 0K 0uF N 00 -V U T L0P J 0 onnector +V N 00 R 0K T itle Size Number Revision ate: 00// Sheet of File: :\ 學 校 專 題 \ 台 大 \EMG \ 肌 電.Sch oc rawn y: EMG 電 路 圖

. 步 驟 : Step: 板 子 左 上 方 有 三 個 訊 號 輸 入 點, 左 邊 兩 個 訊 號 連 接 於 肱 二 頭 肌 上, 右 邊 的 訊 號 點 接 於 參 考 電 位 之 電 極 置 於 另 外 一 手 上 之 任 意 處 電 路 板 上 有 兩 個 可 變 電 阻 0K 是 調 整 準 位 0K 是 調 整 放 大 倍 率 Step: 測 試 前, 先 將 獨 立 電 源 接 上, 並 接 到 EMG 生 理 感 測 板, 人 體 電 極 接 線 如 下 圖 所 示, 以 示 波 器 連 結 到 生 理 感 測 信 號 輸 出 線 第 一 組 ( 肌 電 訊 號 ) 與 第 二 組 ( 肌 電 訊 號 積 分 ), 我 們 做 弓 手 ( 如 舉 啞 鈴, 但 須 用 力 ) 的 動 作, 最 後 輸 出 的 波 形 如 下 圖, 上 半 部 ch( 第 一 組 ) 即 為 肌 電 訊 號, 下 半 部 ch( 第 二 組 ) 為 肌 電 訊 號 積 分 ( 注 意 ; 在 不 同 人 量 測 時, 必 須 重 新 校 正 過 ) EMG 接 點 圖 EMG 波 形 圖