1780年，意大利解剖家伽伐尼发现，用微弱电流刺激肌肉会引起肌肉抽搐。受其启发，1848年德国生理学家艾米尔用实验证明了生物电的存在。现代科学已经证明，电流可以引发肌肉的生化反应，促使它收缩运动。我们的心脏就是在电流脉冲的驱使下进行跳动的，一次电流脉冲引起一次心跳，心脏发出电流脉冲的能力叫起搏功能。右心房有个解剖结构叫窦房结，它能自动发出电流脉冲，正常心脏跳动的频率由窦房结的起搏功能所决定，故窦性心率就是正常心率的代表。窦房结将心动电流按部就班地由心房传到心室，引起心房、心室顺序收缩，通过动脉血管将血液输送至身体各个器官。


心动电流的产生过程是一个比较复杂的问题。众所周知，心脏组织是由无数生物细胞和浸浴着它的体液所组成，这些细胞的内体液和外体液间的交界，有一层很薄的非水性薄层，称为细胞膜。这种细胞膜像一个特殊的篱笆，在一定条件下，把细胞膜内外的液体隔离开。由于细胞内、外液都是由水分、蛋白、纤维蛋白和盐等导电能力很强的电解质组成，细胞膜对电解质的离子成分如钾、钠、氯等具有不同的通透性，这样就使得膜内外的离子成分和浓度有很大差别。通常膜内含有酸性钾离子，膜外含有碱性的钠离子。所以细胞膜内外自然就形成了一种电位，称为膜电位。当心肌细胞处于静息状态下，由于细胞膜对一定的离子成分具有隔离作用，因此使细胞内外间形成一种膜外为正，膜内为负的极化状态，处于等电位，所以两者间不会产生电流。当心脏搏动，心肌细胞膜的某一点在窦房结传导开始激动时，受激处的细胞膜像个竹篱笆似的，让钠离子自如地从篱笆空隙中流进来，也就是说，对钠离子的通透性突然升高；而对钾离子却不放它进来，通透性显著下降；因此膜外体液中的钠离于渗入到膜内，逐步改变了膜内外离子的成分和浓度。这时细胞膜间的平衡状态被打破，极化状态开始消除，因此膜外两点形成了电位差，就产生了电流。这种过程是逐步开始的，以后逐渐扩展到整个心肌细胞，直到膜电位全都逆转成膜外为负、膜内为正，恢复极化状态时为止。这时膜外两点又处于等电位，所以电流又回到了零。这就是所谓心电的除极和复极过程。这个过程所引起的电流变化，是随着心脏的搏动状态而变化的，所以称作心动电流。


引发心肌收缩的心动电流是在人体内所能测到的最强电流，不过其绝对值也相当微小，通常在微安数量级范围。并且由于皮肤是绝缘体，在体外一般很难测出这一电流，因此，必须应用高灵敏度的专用仪器才能观测到，而心率表感应器就是这样一种可以感应心动电流的仪器。感应器采集锻炼者的心动电流波动幅度，再通过无线传输技术发送给心率表转化为便于观察的心跳BPM数值，这就是心率表的基本工作原理。

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