运动手环如何精准追踪步数、心率与热量？揭示其工作原理！

运动时佩戴智能手表、运动手环，已经成为许多人日常锻炼的一部分，以便实时监控自己的运动情况，但是它们是如何识别出我们的每一步、每一次心跳和运动模式的呢？

运动多少表知道

智能手表、运动手环这类的可穿戴智能设备通常都内置了多种传感器来测量和记录用户的运动数据。

通过小小的LED灯和光传感器，智能手表、运动手环就可以监控用户的心率情况。LED灯会发射光线到皮肤上，部分光线会被皮肤、组织和血管吸收，而另一部分会反射回光传感器上。

LED灯发出的光线通常为绿色，吸收率更大

心脏跳动时，会有更多的血液流过用户的手腕，吸收更多的光线。心跳间隙，血液流动减少，血管收缩，吸收的光线也减少。光传感器检测到这些反射光的变化，再运用一定的算法，就可以折算出心率。

《智能手环通用技术条件及测试方法》（DB32/T 3800-2020）要求，静态模式下心率示值误差应不大于±10%或±5 次/分(取较大者），动态心率精度比对标准为动态心率ECG检测器标准认证。

监控热量消耗，首先会用到加速度计。这种传感器可以监测设备在 X、Y、Z 三个轴上的移动，由此来判断用户的步数、运动速度和运动模式（如步行、跑步、骑行等）。

除了加速度计，很多设备还配有陀螺仪，可以感知旋转和倾斜。这对于记录一些复杂的运动非常有用，比如手腕的旋转动作。当加速度计和陀螺仪的数据结合在一起时，能更加精确地追踪用户的运动。

以上数据再综合个人的心率、体重、年龄和性别等信息，通过算法就能估算用户一天或一段时间内消耗的热量。

运动时，有必要知道心率吗？

无论是体育锻炼还是运动训练，都存在一个合理安排运动量的问题。运动量过小，就达不到提高内脏器官功能的目的，如果运动量过大且安排时缺乏合理的节奏，就容易形成运动损伤。

心率能直接反映身体在运动中的生理反应，是判断运动量和运动强度是否合理的有效方法。

首先我们应该知道自己的最大心率，即指一个人在最大强度运动时能达到的最高心跳次数。常用的计算公式是：220-年龄。例如，一个30岁的人，其最大心率大约是190次/分钟。

最大心率不会每天变化，几乎不受体能状态影响，多锻炼也不会提高个人的最大心率。对于大多数人来说，在运动时通常建议不要超过自身的最大心率，以免心脏过于负担。

通常来说，运动心率维持本人最大心率值的65%～85%是比较合理的运动负荷，保持在最大心率值的60%～70% 区间则更有助燃脂。

使用注意

想要使这类产品读取性能表现的更好，应该注意以下几点

光学心率监测器很容易受到堆积物的影响，阻挡或妨碍传感器的光线。如果使用了防晒霜、身体乳或驱虫喷雾的情况下，更应该注意清洁。可以使用温水和软布擦拭表背，擦干后再戴上。

太松会使手表滑动，在光学心率传感器和皮肤之间产生缝隙。太紧会限制血液流动。如果移动手表，手表下面的皮肤也会随之移动，就是合适的松紧程度。

另外建议手表佩戴在手腕外侧、腕骨上方，以取得更好的测量效果。

参考文献

1.消费类可穿戴智能设备 数据安全标准化白皮书 (2024 版)

2.https://support.garmin.com/zh-CN/?faq=xQwjQjzUew4BF1GYcusE59

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