测谎实际上是通过向被测试者通过皮肤电阻、呼吸波和脉搏波（血压）三项主要参量来测量人们的心理变化。
皮肤电阻，是反映人交感神经兴奋性变化的最有效、最敏感的生理参数，它通过测量人手心发汗的程度了解人心理紧张状态的变化。反应幅度大，灵敏度高，不易受大脑皮层意识的直接抑制，是国际上应用最广泛并得到普遍承认的心理测试指标。
呼吸波，是反映人心理变化的重要生理指标之一，人紧张时，呼吸会下意识地发生一系列变化，如深呼吸、屏气、呼吸节律加快或变慢等。当大脑皮层兴奋性发生变化时，必然会影响呼吸波的变化，而这种变化往往是自己意识不到的。
脉搏波（血压），与心血管活动有关的神经元广泛地分布在中枢神经系统，在心血管活动调节中，下丘脑是一个非常重要的整合部位，是对机体各内脏机能进行整合的较高级部位，在发怒、恐惧等情绪反应中都起着重要的作用。因此，心理紧张状态和情绪的变化， 会相应引起心血管活动的改变。事实上，人在心理紧张时，心脏脉搏输出量增加，心律加快，使脉搏波的收缩压上升。另外，人的紧张心理对血液循环的外周阻力带来影响，使外周阻力增加，从而使脉搏波的舒张压上升。这些在图谱上能明显地表现出来。
“不象影视作品中所给我们的概念一样，测谎仪并不是在测试谎言，它实际上只是在记录真实的心理变化痕迹”，中国人民公安大学教授武伯欣给了测谎仪这样一个定位。“测谎技术原理来自于十九世纪二十年代首次发现的一种人类生理现象。即人的心理反应将会被人体内的生理变化所显示。举个例子，如果你经历了一些恐怖的事情，通常你会感到一种很不舒服的寒意，不自觉地冒冷汗，或者声音和肌肉不由自主地颤抖等等。这些生理变化，都是由你内心察觉到的危险所引起的。 如果有人问及你是否犯有某些错误行为的问题，而你又的确犯过，你会禁不住回想起自己过去的所作所为。此时，如果你承认， 你将受到惩罚，如果你否认，就是在说谎， 使你冒着被揭穿的危险。在测谎过程中，危险的是你的身体将出卖你。”
测谎是人机结合的一种活动，测试程序第一步就是测试问题的设计，它决定着能否得到被测试对象关于测试问题所作回答的真实性的准确结论。
在正式测试之前，测谎员要以非审讯的方式与被测试人进行谈话，他会提出一些问题以扩大来自测试对象方面的信息。在测前谈话中，测谎员要向测谎对象作出明确的表述，使其思考在测试过程中将被问及的问题。在这里，特别重要的是测谎问题的设计。测谎员的能力决定着测谎问题的选择和能否明确表述。这关系到被测试对象在回答问题时是否肯定，也关系到能否使测试对象感觉到问题的压力。
在测试过程中，所有的测试问题都要求测试对象认真考虑，以确保他能用“是”与“不是”回答每一个问题。在整个测试过程中，测谎员将进行三至五组独立的测试， 每一组都包含着相同的问题，但是在设计上有所不同。测谎员的目的是通过使用一些假设的问题强化测试对象对主题问题和陪衬问题反应上的区别。
然后开始正式测试，血压或脉博可用标准的血压计测量，它同医生用血压计测量血压的办法基本相似。呼吸方式则利用两条分别围系于胸部和腹部的带子，通过监测和记录测试人的呼吸所带来的伸缩力的变化进行测量。皮肤电阻被称作GSR（Galvanic skin response），是在被测试人的皮肤上放置二个电极（通常是在二个不相毗连的手指上进行），测量人通过计算机测谎系统监测和记录被测试人在测谎过程中皮肤电阻的变化。测谎仪的记录笔在测谎图表上描记出被测试人的心理变化曲线。在计算机屏幕上和测谎图表上显示并描记的四条曲线中，有两条为呼吸方式描记，一条用于描记GSR，一条表示血压和脉博，称为心电描记。完成测谎之后，测谎员将对这四条曲线进行研究和分析， 并作出测谎结论。
整个测谎过程看似简单，真正的功夫全部凝聚在测谎结束后的分析中。
传承：心理测试在中国
中国测谎仪的发展史非常短暂，1990年，国家科技成果展在北京展览馆举行，中国科学院自动化研究所研究的一项旨在帮助射击运动员心理测试训练的仪器闯入了公安部科技司官员的眼睛里。原来，这项仪器的功能和原理竟然和国外文献上记载的“测谎仪”惊人地相似。熟悉射击运动的人都知道，在射击比赛中，心理是一个很重要的因素，无怪乎悉尼奥运会我国射击运动员陶璐娜获得金牌后第一个要感谢的是她的心理辅导专家。当时受国家体委委托，自动化研究所研制了我国第一台（PG-1的前身）多参量心理测试仪，不少射击名将都曾是这种仪器最早的使用者之一。
发展到今天，中国的测谎仪目前处于何种境地？记者采访了中科院心理测试中心培训部宋立波工程师，宋老师告诉记者：“目前中国生产心理测试仪的公司为数不多，只有包括北京同方神火联合科技发展有限公司、北京公大九鼎心理咨询中心以及中科院心理测试中心在内的六家单位，规模还不是很大。但是从技术手段上来讲，虽然只有短短十几年的发展历程，我们的技术水平基本可以和国际接轨，比如中科院研制的PG系列，北京同方神火联合科技发展有限公司生产的LY型6导测谎系统、TH型6导测谎系统和SPS-4000型4导测谎系统，其中的TH型软件包括了自动评分系统，无需任何人工干预。北京公大九鼎心理咨询中心推出的PGA99型心理测试仪减少了外部旋钮，自动化程度大大提高。”
“但是由于测谎是人机结合，以人为主的技术，从这个角度来说我们尚难以达到美国等西方国家的水平。测谎能否成功，关键在于测谎员的水平。在美国，测谎员的培训已经非常完善和正规。需要经过测谎学校10周的培训，通过考试后，才能成为初级测谎员，要成为高级测谎员则要不断进修培训，大致要用2年的时间。合格的测谎员非常宝贵，我国目前还没有专业系统的测谎培训机构，在理论基础和培训层次上还存在很大差距。技术没有问题，测谎的结果是客观而真实的，但往往分析的结果会存在一定误差，这是短期内无法克服的。”
这也是为什么测谎仪只能作为刑事侦查的一种辅助工具，用来为案件证据的收集提供线索而不能作为法庭证据的原因所在。
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