- •Изучение работы электронного осциллографа. Измерение параметров электрических импульсов
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок
- •Учебные задачи
- •Вопросы для контроля результатов усвоения
- •Определение импеданса электрических схем, моделирующих свойства биологической ткани
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок
- •Описание установки
- •Вопросы для контроля результатов усвоения
- •Исследование прохождения прямоугольных импульсов через линейную цепь
- •1.Ремизов а.Н. Медицинская и биологическая физика. М., "Высшая школа", 1999, 1987, Гл. 18.6.
- •Информационный блок
- •Описание установки
- •Учебные задачи
- •Вопросы для контроля результатов усвоения
- •Лабораторная работа № 4.8 изучение работы усилителя низкой частоты на транзисторе
- •Информационный блок
- •Описание установки
- •Вопросы для самоконтроля
- •Определение параметров параллельного колебатеольного контура резонансным методом
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок
- •Вопросы для контроля результатов усвоения.
- •Изучение влияния высокочастотных электрического и магнитного полей на электролиты и диэлектрики. Аппараты для высокочастотной терапии
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок.
- •1.Физические основы действия высокочастотных колебаний на ткани организма.
- •2.Терапия высокочастотными электрическими токами вч-терапмя). Дарсонвализация.
- •Описание установки
- •Учебные задачи
- •Вопросы для контроля результатов усвоения.
- •Лабораторная работа № 4.11 изучение оптического микроскопа. Измерение размеров малых объектов
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок
- •О писание установки
- •Вопросы для контроля результатов усвоения
- •Лабораторная работа № 4.12 определение концентрации сахара в растворе поляриметром
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок
- •Описание установки
- •Вопросы для контроля результатов усвоения
- •Лабораторная работа № 4.13 физические основы спектроскопии
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок
- •Устройство спектроскопа
- •Вопросы для контроля результатов усвоения
- •Лабораторная работа № 4.14 концентрационная колориметрия
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок
- •Устройство и работа фотоколориметра
- •Вопросы для контроля результатов усвоения
- •Лабораторная работа № 4.15 изучение работы газового лазера
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок
- •Описание установки
- •Вопросы для контроля результатов усвоения
- •Лабораторная работа № 4.16 определение активности радиоактивного препарата
- •Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
- •Информационный блок
- •Определение линейного коэффициента ослабления радиоактивного излучения в веществе.
- •Вопросы для контроля результатов усвоения
- •Тестовые здания для самоконтроля усвоения учебного материала лабораторных работ Тестовые задания к лабораторным работам № 4.1 – 4.4.
- •Тестовые задания к лабораторным работам № 4.5 – 4.10.
- •Тестовые задания к лабораторным работам № 4.11 – 4.16.
- •Приложение
- •Фундаментальные физические константы
- •Приставки для обозначения кратных и дольных единиц в системе си
- •Соотношение единиц измерений физических величин
- •Значения тригонометрических функций
- •Линии излучения ртутной ламы низкого давления
- •Ответы на тестовые задания к лабораторным работам № 4.1 – 4.4.
- •К лабораторным работам № 4.5 – 4.10.
- •К лабораторным работам № 4.11 – 4.16.
Лабораторная работа № 4.5
Изучение работы электронного осциллографа. Измерение параметров электрических импульсов
Мотивационная характеристика темы. В современной медицинской аппаратуре широко используется осциллографическое представление меняющихся во времени параметров различных процессов. Приборы, позволяющие реализовать такое представление и измерять значения параметров меняющихся во времени называют осциллографами.
Цель работы: Изучить принцип работы электронного осциллографа, научиться измерять амплитуду, период и частоту гармонического и прямоугольного импульсного напряжений.
К работе необходимо:
Знать |
Уметь |
1.Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. 2.Устройство электроннолучевой трубки и принципы ее работы. 3.Назначение основных блоков осциллографа. 4.Чувствительность осциллографа, от чего она зависит. 5.Единицы измерения напряжения, силы тока, частоты. |
1.Подготовить электронный осциллограф к работе. 2.Определять основные параметры осциллографа: чувствительность усилителей вертикального и горизонтального отклонения. 3.Измерять амплитудные значения напряжения и тока, временные характеристики импульса и частоту. |
Литература
1.Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. М., "Высшая школа", 1999, 1987, Гл. 23.
2.Эссаулова И.А., Блохина М.Е., Гонцова Л.Д. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике. М., "Высшая школа",1987, лаб. 21.
Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
1.Как ведут себя положительный и отрицательный электрические заряды в постоянном электрическом и магнитном полях?
2.Как управляют движением электронного пучка в электронно-лучевой трубке (ЭЛТ)?
3.Почему по горизонтальной оси ЭЛТ измеряется время?
4.Как определяется чувствительность усилителей вертикального и горизонтального отклонения луча?
5.Что представляют собой фигуры Лиссажу на экране ЭЛТ?
6.Чем отличается чувствительность усилителей осциллографа от цены деления масштабной линейки ЭЛТ?
Информационный блок
У
Рис.1
Осциллограф, рис.2. состоит из следующих основных блоков: электроннолучевой трубки ЭЛТ (1), генератора развертки (2), усилителей вертикального (4) и горизонтального (5) отклонения электронного луча, блока синхронизация развертки луча (3), блока питания (6).
Э
Рис.2
Катод
К является источником электронов. Перед
катодом расположен управляющий электрод
УЭ ( сетка или модулятор) с отверстием
посередине, на который подается небольшой
отрицательный по отношению к катоду
потенциал. Путем изменения этого
потенциала (вращением ручки «Яркость»)
регулируется количество электронов,
составляющих луч и, соответственно,
яркость пятна на экране. Н
Рис.3
Управление лучом в трубке осуществляется с помощью электрического поля.
При исследовании переменного электрического напряжения, которое подается на вертикально отклоняющие пластины (ПУ), между ними создается переменное электрическое поле, под действием которого электронныйлуч, а вместе с ним и светлое пятно на экране, будут совершать колебания в плоскости, перпендикулярной плоскости пластин. На экране образуется вертикальный штрих, амплитуду которого изменяют с помощью ручек «Усиление У» и «Ослабление».
Д
На пластины подается напряжение от генератора развертки, которое равномерно увеличивается во времени, затем быстро убывает. График этого напряжения имеет пилообразную форму (Рис.4.). С увеличением этого напряжения луч равномерно перемещается на экране слева направо. Время этого процесса называется периодом развертки Тр . При быстром убывании напряжения развертки луч быстро возвращается в начальное положение. Частоту напряжения развертки изменяют с помощью переключателя «Диапазон частот», ступенчато и плавно с помощью ручки потенциометра «Частота плавно». Напряжение развертки подается на вход усилителя горизонтального отклонения луча, а с него на горизонтально отклоняющие пластины. Амплитуду напряжения развертки изменяют с помощью ручки потенциометра «Усиление Х».
Если на луч действует только напряжение развертки, то на экране виден горизонтальный штрих. Если одновременно подать на вертикально отклоняющие пластины исследуемое переменное напряжение, а на горизонтально отклоняющие пластины - напряжение развертки, то на экране получим кривую - график зависимости исследуемого напряжения от времени.
Для получения на экране ЭЛТ устойчивого изображения необходимо. чтобы электронный луч начинал свое повторное движение в одной и той же фазе с исследуемым сигналом. Это может быть только в том случае, если период пилообразных колебаний равен или кратен периоду исследуемых колебаний. Процесс согласования фаз называется синхронизацией развертки и осуществляется с помощью блока синхронизации. Если синхронность не установлена, то картина на зкране ЭЛТ перемещается и может появиться даже несколько кривых. Синхронность устанавливают с помощью генератора развертки (подбирая частоту развертки) и блока синхронизации (вращением ручки «Амплитуда синхронизации».
Усилители горизонтального и вертикального каналов отклонения позволяют изменять напряжение, подаваемое на горизонтальные и вертикальные пластины ЭЛТ, при этом изображение на экране растягивается или сжимается по соответствующему направлению. Блок питания обеспечивает подачу необходимых напряжений на ЭЛТ, усилители, генератор развертки и другие узлы осциллографа
Основной характеристикой осциллографа является его чувствительность (отклонение светового пятна при изменении напряжения на отклоняющих пластинах на 1В). Так как имеются две независимые отклоняющие системы: по горизонтальной оси х и по вертикальной оси у, - то соответственно можно указать и две чувствительности Sx и Sy:
Sx=x/Ux , Sy=y/Uy.
С помощью осциллографа можно не только наблюдать форму исследуемого сигнала, но и измерять его различные характеристики. Наиболее часто измеряют амплитуду сигнала, его частоту или длительность (время одного периода).
Для измерения амплитуды напряжения в некоторых типах осциллографов канал вертикального отклонения нужно калибровать, используя эталонный сигнал.
В этом случае около ручек регулировки усиления канала вертикального отклонения на лицевой панели осциллографа указывают значения величины, обратной чувствительности, соответствующей каждому положению ручки (В/см).
Для определения частоты исследуемого сигнала усиление усилителя горизонтального отклонения калибруется в масштабе времени. Ручка регулировки длительности развертки градуирована в мс/см., мкс/см. или в Гц. Установив фиксированную длительность развертки k и измерив на экране расстояние х по горизонтали между соседними точками, находящимися в одинаковых фазах, можно определить период Т и частоту f исследуемого сигнала:
T=kx, f =1/(kx)
Ч
Рис.5