- •4. Зависимость проводимости электролитов от концентрации и температуры. Проводимость электролитов для переменного тока. Зависимость проводимости от концентрации.
- •47. Источники оптического излучения фотоэлектрических ячеек.
- •5. Помехи в электродах и их классификация.
- •6. Водородный электрод.
- •7. Электрические характеристики биотканей. Методы измерения электрического сопротивления биообъектов.
- •13. Физические представления о шумах и их влияние на объективность измерений.
- •8. Виды электродов и особенности их применения. Микроэлектроды.
- •9. Эквивалентные схемы электрод-биообъект. Импеданс Варбурга.
- •50. Фоторезисторы и их измерительные цепи.
- •48. Фотопримники фотоэлектрических ячеек на фотодиодах и фототранзисторах.
- •49. Измерительные цепи для приемников оптических излучений на фотодиодах и фототранзисторах.
- •46. Проволочные чувствительные элементы (термометры сопротивления).
- •12.Типовые конструкции и материалы, применяемые при изготовлении электродов.
- •17. Классификация и основные характеристики датчиков.
- •18. Понятие датчик и погрешности преобразования.
- •19. Биодатчики.
- •20. Измерительные цепи параметрических преобразователей.
- •21. Измерительные цепи в виде равновесных мостов
- •23. Неравновесные мосты переменного тока с синхронным детектором
- •22. Измерительные цепи в виде неравновесных мостов
- •25. Физические основы тензометрии. Конструкция, технические характеристики и области применения тензодатчиков
- •26. Измерительные цепи тензодатчиков
- •27. Тензорезисторы и их применение в датчиках биомедицинских сигналов.
- •56. Электрокинетические преобразователи.
- •57. Полярографические преобразователи
- •58. Гальванические преобразователи
- •28. Емкостные преобразователи.
- •29. Измерительные цепи емкостных преобразователей с выходом на постоянном токе.
- •59. Газовые датчики.
- •15. Усилители экс, оснвоные особенности и технические характеристики.
- •31. Резонансные измерительные цепи емкостных преобразователей.
- •32. Пьезоэлектрические преобразователи: устройство и конструкция.
- •33. Измерительные цепи пьезоэлектрических преобразователей.
- •35. Усилители заряда и схема преобразования импеданса.
- •34.Эквивалентные схемы пьезоэлектрических преобразователей.
- •37. Основные расчета тепловых преобразователей.
- •38. Терморезисторы: основы расчета и применяемее материалы.
- •39. Полупроводниковые датчики температуры(датчики на pn - переходах)
- •40. Измерительные цепи терморегуляторов.
- •43. Термопара, принцип действия, схема включения .
- •52. Фотоплетизмографические датчики.
- •54. Классификация и источник помех при пульсовой оксиметрии.
- •36. Измерительные усилители
- •2.Измерение параметров электродов: схема измерения напряжения поляризации.
- •3.Измерение параметров электродов: схема измерения шумов.
- •1.Измерение параметров электродов: схема измерения импеданса.
- •42.Температурные чувствительные элементы из монокристалла германия.
- •16. Бат и измерение их параметров.
- •14.Биомедицинские сигналы и их основные особенности.
4. Зависимость проводимости электролитов от концентрации и температуры. Проводимость электролитов для переменного тока. Зависимость проводимости от концентрации.
Проводимость чистой, тщательно дистиллированной воды близка к 0 и возрастает по мере повышения концентрации раств. в ней в-в. Р-ры характеризуются весовой концентрацией p, изм. в граммах/литр, эквивалентной или молярной концентраций c, изм. в грамм-эквивалентах или грамм-молекулах на литр и хим. активностью а. Р-р с эквивалентной концентрацией 1 г-экв растворенного в-ва на литр р-ра называется нормальным р-ром. Хим. активность а равна произведению эквивалентной концентрации с на коэфф. активности f, равный 1 для р-ров бесконечного разбавления и уменьш. по мере повышения концентрации, т.к. хим. активность растворенного в-ва падает с ростом концентрации из-за уменьш. степени диссоциации и подвижности ионов. Удельная проводимость р-ра пропорциональна его хим. активности: γ=λfc=λa. Коэфф. λ называется эквивалентной электропроводимостью. Удельная проводимость зависит от концентрации нелинейно (рис). Зависимость проводимости электролитов от значения хим. активности а, не имеющего в общем случае однозначной связи с концентрацией, позволяет создавать измерительные преобразователи для контроля параметров реальных химико-технологических процессов, т.к. они наиболее точно характеризуются именно значением хим. активности а.
Зависимость проводимости от температуры. Подвижность ионов сильно зависит от температуры р-ра, и поэтому с увелич. температуры проводимость возрастает. Температурная зависимость проводимости водных р-ров при небольших концентрациях (до 0,05н) можно определить как: γθ=γ0[1+(θ-θ0)β], где β-температурный коэфф. проводимости. Примерные значения β равны: для кислот 0,016К-1, для оснований 0,019К-1, для солей 0,024К-1.
Проводимость электролитов для переменного тока.Явление поляризации затрудняет измерение сопротивления электролитов, т.к. падение напряжения на электролитической ячейке складывается из падения напряжения на столбе электролита и потенциалов поляризации электродов, которые могут достигать 1,5-2В. При измерении сопротивления электролита постоянному току явление поляризации может обусловить значительную погрешность, поэтому такие измерения обычно проводят на переменном токе. При прохождении через ячейку переменного синусоидального тока изменение концентрации ионов в приэлектродном слое относительно средней концентрации будет происходить также по синусоидальному закону. Однако в течение всего положительного полупериода электрод, являющийся в это время анодом, будет непрерывно отдавать в р-р катионы и их концентрация у электрода будет повышаться. Максимум концентрации, а, => и максимум напряжения поляризации будут достигнуты только в конце полупериода, т.е. когда ток упадет до 0. В течение отрицательного полупериода электрод, являясь катодом, будет непрерывно забирать катионы из р-ра, их концентрация и напряжение поляризации будут непрерывно понижаться и достигнут минимума только в конце полупериода, когда ток будет снова проходить через 0. Отличие поляризации при переменном токе заключается в том, что напряжение поляризации является тоже переменным и отстает по фазе от тока на 90°. Падение напряжении на столбе электролита по фазе совпадает с током. Векторная диаграмма падения напряжения (а): UR-вектор падения напряжения на столбе электролита, UC1, UC2- напряжения, уравновешивающие ЭДС поляризации электродов. Эквивалентная схема (б): при её исп. С1 и С2-не имеют пост. знач., ΔU не зависит от I, ~0,1-1,5В, ΔU=1/(ωC). Каждому значению тока и частоты соответствует свое значение С. Вследствие малого ΔU при больших токах, С достигает больших значений. Преимущество измерения сопротивления электролитической ячейки переменному току: из-за 90° угла сдвига между падением напряжения на столбе электролита и напряжением поляризации эти напряжения суммируются не арифметически, а геометрически, что ощутимо уменьш. погрешность.