Конторольные вопросы

1. Образование р-n-перехода и его свойства.

2. Устройство и принцип работы транзистора в схемах включения с общей базой (ОБ) и общим эмиттером (ОЭ).

3. Принцип работы и формула для коэффициентов усиления усилителя по току, напряжению и мощности на транзисторе.

4. Статические входные и выходные характеристики и параметры транзистора в схеме с ОЭ.

Лабораторная работа №8 Электрические методы измерения неэлектрических величин

Основные понятия и определения: определение датчика, схема включения датчика, датчики температуры и их использование в медицине (проволочные и полупроводниковые термисторы, термопары), основные характеристики датчиков и требования, предъявляемые к ним при использовании их в медико-биологических исследованиях.

Цель работы: научиться собирать схему моста Уитстона, рассчитывать неизвестное сопротивление, уметь пользоваться электроприборами.

Краткая теория

Электронная техника расширила исследовательские возможности в области не только электрических явлений, происходящих в живом организме, но и неэлектрических процессах, связанных с жизнедеятельностью организма.

Для преобразования неэлектрических (механических) величин, возникающих в живом организме, в электрический сигнал используются датчики, которые или преобразуют неэлектрическую величину (давление, пульс, тоны и шумы, возникающие в сердце при его сокращении и т.д.) в электрический сигнал или под влиянием неэлектрических величин меняют свои параметры.

Рисунок1. Принципиальная схема измерения неэлектрических величин

1 – датчик

2 – усилитель

3 – передатчик

4 – приемник

5 – регистратор

6 – канал связи

Датчики делятся на параметрические и генераторные.

Параметрическиедатчики – устройства, у которых под действием механической величины меняется параметр датчика (сопротивление, емкость, индуктивность и т.д.).

Генераторныедатчики – датчики, у которых под действием механической величины генерируется разность потенциалов.

Параметрические датчики

1. Проволочные тензометры– устройства, предназначенные для измерения механических деформаций и напряжений, возникающих в биологических объектах во время их жизнедеятельности. Это может быть изменение параметров грудной клетки при вдохе и выдохе, частоты дыхания, изменения давления и т.д. В этих датчиках изменяется сопротивление проводникапод влиянием механической величины.

2. Емкостные преобразователи– датчики, в действии которых используется зависимость емкости конденсатора от расстояния между обкладками, площади обкладок и диэлектрической проницаемости среды между ними.

В медицине емкостной датчик можно использовать для измерения кровенаполнения сосудов пальца – емкостной плетизмограф.

3. Индуктивные преобразователи– датчики, у которых под влиянием исследуемой величины изменяется индуктивное сопротивлениеX_L катушки преобразователя в зависимости от положения сердечника в катушке.

,

где L– индуктивность катушки,

ω – круговая частота.

Индуктивность катушки определяется уравнением:

,

n – число витков катушки,

l– длина соленоида,

S– площадь поперечного сечения соленоида,

μ– магнитная проницаемость,

μ₀– магнитная постоянная.

При изменении положения сердечника в катушке меняется X_Lи, соответственно, изменяется сила тока в цепи.

.