УДК

ББК И.Н. Соловьёва, И.Е. Петров. Рабочая тетрадь для лабораторных работ по физике

–Смоленск: СГМУ, 2016. – 176. с.

Вучебном пособии «Рабочая тетрадь для лабораторных работ по физике» предложены задания для самостоятельной работы при подготовке к занятиям по основным темам предмета. Пособие содержит методы активного обучения студентов, предназначено для студентов первого курсов медицинского ВУЗа лечебного, педиатрического, стоматологического факультетов. Учебное пособие рекомендовано Центральным методическим советом ГБОУ ВПО СГМУ Минздрава России Протокол № 1 от________________________

Рецензенты:

ББК

©И.Н. Соловьёва, И.Е. Петров

©ГБОУ ВПО СГМУ Минздрава России, 2016

2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1-э

Изучение датчиков температуры

Цель работы:

изучить устройство и принцип работы термоэлектрического и термисторного датчиков; определить метрологические характеристики датчиков; выяснить возможность применения датчиков для определения температуры тела человека; изучить экспериментально основные характеристики и параметры термисторного и термоэлектрического датчиков.

I. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

измерительный мост; понижающий трансформатор; нагреватель; термометры; микроамперметры; сосуды с водой; датчики.

II. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

а) Изучить теоретический материал по конспекту лекций и учебнику [Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика, изд. 3-е, исп. М.: Высшая школа, 1987. , с. 367-373].

б) Изучить содержание лабораторной работы.

в) Подготовить конспект и бланк отчёта по лабораторной работе. г) Подготовить ответы на вопросы к лабораторной работе:

1.Что называется датчиком? Техническая классификация датчиков (приведите примеры).

2.Физическая, медицинская классификация датчиков (приведите примеры).

3.Термисторный датчик. Его назначение. Устройство и принцип действия.

4.Термоэлектрический датчик. Его назначение. Устройство и принцип действия.

5.Классификация медицинских параметров (ответ поясните примерами).

6.Метрологические характеристики датчиков: перечислить, дать определения, привести формулы, знать единицы измерения.

7.Преимущества и недостатки термисторных и термоэлектрических датчиков.

III. ТЕОРИЯ МЕТОДА, ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ

Датчики – это специальные устройства, преобразующие неэлектрические сигналы в электрические на уровне, необходимом для регистрации. Для определения температуры используют термисторный и термоэлектрический датчики.

Схема установки для снятия амплитудной характеристики термисторного датчика

А

R t

R1 нагреватель

R2

Термисторный датчик представляет собой электрическую цепь, состоящую из сопротивлений R1, R2, R3, Rt, соединённых по схеме, показанной на схеме.

R1 и R2 – постоянные сопротивления. R3 – переменное сопротивление (реостат). Движок этого реостата связан с ручкой, которая выведена на переднюю панель установки, внутри которой смонтированы сопротивления R1, R2, R3 и микроамперметр.

Rt – термистор, сопротивление которого зависит от температуры окружающей среды. Для изменения температуры окружающей среды термистора в процессе работы служит сосуд с водой, снабжённый нагревателем, питающимся от понижающего трансформатора напряжением 12В.

При замыкании ключа в цепи измерительного моста возникает электрический ток. Когда выполняются условия: R1 = R2 и R3 = Rt, измерительный мост сбалансирован. При этом ток через микроамперметр не идёт, т.к. разность потенциалов в точках подключения микроамперметра равна нулю. Если температура окружающей среды термистора начинает меняться, меняется сопротивление термистора, т.е. Rt уже не равно R3, происходит разбалансировка моста. Разность потенциалов в точках подключения микроамперметра отлична от нуля, через микроамперметр пойдёт ток, пропорциональный изменению сопротивления термистора, а значит изменению температуры окружающей среды термистора. Из вышесказанного следует, что перед началом работы с термисторным датчиком, необходимо сбалансировать измерительный мост (добиться того чтобы Rt = R3). При этом стрелка микроамперметра должна показывать нуль. Далее в процессе работы ручку балансировки моста крутить не рекомендуется.

4