手环检测心率的工作原理是什么？
我们的很多行为都会对心率产生影响。比如吸烟或饮酒时，由于血液的携氧能力降低，为了维持身体的正常运转，心脏需要输送更多的血液来保证供氧，心率就会加快；当身体在运动中需要更多的氧气时，心率也会加快。因此，心率是反映我们身体状况的一个重要指标。
目前比较成熟的心率监测方法有三种，即心电信号法、动脉血压法和光电法。
电脉冲测量采用干电极技术获取人体心电数据，通过峰值检测心率。原理和心电图差不多。
心脏在机械收缩之前，会有一种电兴奋，这种电兴奋可以通过人体组织传递到体表。电脉冲测量是通过监测这种电刺激来测量心率。
电脉冲测量的精度是最高的，但由于这种电信号的波长较长，用于监测的两个电极必须保持一定的距离，这在小型可穿戴设备上也很难实现。
动脉血压法通过感应动脉血压来监测心率。心脏收缩时，动脉血流量增加，血压升高；心脏放松时，动脉血流量减少，血压降低。血压的这种变化非常明显，用手就能感觉到，所以过去就有了“切脉”的诊断方法。
动脉血压法的缺点是明显的。因为需要施加一定的压力才能感受到这种血压的变化，长时间佩戴这种设备肯定会带来压迫感和不适感，所以除了血压计之外，很少在其他心率监测设备中使用。
光电法是基于光电容积描记(PPG)技术，分为透射式和反射式。透射式一般通过血氧含量来测量心率。
血液中的血红蛋白将氧气输送到身体的各个部位。氧气被身体消耗后，心脏泵血，把无氧的血红蛋白送去补充氧气，又带着氧气带来新的血红蛋白。这种循环与心率的变化是一致的，而含氧血红蛋白和无氧血红蛋白对光的吸收率是不同的。通过发射特定波长的光来测量血液的氧含量，从而进一步获得心率数据。
这种方法的优点是可以同时测量心率和血氧饱和度，但由于光线必须穿透人体组织，因此只能用于指尖、耳垂等特定部位。手环需要戴在手腕上，不符合透射式PPG的使用条件，所以很少用在可穿戴设备上。
反射型通过光反射来感知血液流动时血管容积的变化，从而测量心率。目前市面上大部分可穿戴设备，如Apple Watch、小米手环2等都采用这种方式。所以你可以清楚的看到这些设备的心率传感器上的发光端和接收端。发射端发射绿光，接收端接收身体组织反射的光。
使用绿光并不是因为血液是红色的，而是因为血液和血管之外还有其他组织，会带来一些信号“噪声”，影响监测的准确性，而绿光的抗干能力最强。在透射PPG中，使用红光，因为红光波长更长，穿透力更强。
至于精度，我们平时的运动、姿势甚至肤色都会对光电法的心率测量结果产生影响。所以大部分手环和手表测得的心率基本不完全准确，但基本能反映心率变化的趋势，对于普通人的运动心率监测已经足够。