- •Лабораторная работа №15 Первичные преобразователи медико-биологической информации (датчики)
- •Краткая теория
- •1.Типы первичных преобразователей и их характеристики.
- •Структурная схема измерения неэлектрической величины электрическими методами.
- •Схемы включения генераторных датчиков в измерительную цепь: а) термопара, б) пьезодатчик.
- •А мост постоянного тока б мост переменного тока
- •Неравновесная мостовая схема включения параметрического датчика.
- •2. Датчики температуры тела
- •Зависимость сопротивления от температуры:
- •1. Проволочного резистора;
- •2. Термистора.
- •Датчик для измерения температуры поверхности тела.
- •3. Датчики параметров сердечно-сосудистой системы.
- •Пьезоэлектрический датчик артериального пульса.
- •Зависимость сопротивления r фоторезистора от освещенности е.
- •Фоторезистор
- •Фотодатчик пульса.
- •Микрофонные датчики: а – динамический микрофон,
- •Индуктивный а) и емкостной б) датчики для регистрации давления
- •Проволочный а) и полупроводниковый б) тензорезисторы.
- •Емкостной датчик для плетизмографии
- •4. Датчики параметров системы дыхания.
- •Порядок выполнения работы.
Порядок выполнения работы.
Упражнение №1: Определение чувствительности фоторезистора.
Измерения проводится на правой части макета, где расположен фотодатчик (рис 17.).
Рис. 17
Фотодатчик
В светонепроницаемую трубку с левой стороны вставлен фоторезистор, соединённый последовательно с микроамперметром (на макете он ниже трубки) и источником постоянного напряжения (внутри макета). С правой стороны трубки вставлена лампочка, степень накала нити которой можно менять ступенями с помощью переключателя: в положении «0»- освещённость Е=0лк, в положении «1» - Е=10лк; в «Е» =20 лк, … в «5»-Е=50 лк.
1) Зарисовать в тетрадь таблицу 1 для записи результатов вычислений и измерений:
Таблица 1
Е, лк |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
10-6А |
|
|
|
|
|
|
10-6Ом |
|
|
|
|
|
|
2) Поставьте тумблер «К» на макете в положение «фотодатчик», а переключатель в положение «0» и включить макет в сеть.
3) Устанавливая переключатель последовательно в положения «1», «2», «3», «4», «5», измерьте и запишите в таблицу соответствующие значения фототока .
4) Вычислить значения сопротивления по формуле , где =9В, и построить график зависимости сопротивления фоторезистора от освещенности .
5) По графику вычислить и сравнить 2 значения чувствительности фоторезистора для малой (лк) и большей (лк) освещенности по формуле:
(Ом/лк)=Z.
Упражнение №2: Снятие калибровочной характеристики тензодатчика.
Установка для работы с тензодатчиком расположена на левой стороне макета, в неё входит металлическая упругая пластина, жёстко закреплённая на одном конце и с чашечкой для помещения грузов на другом – свободном конце. Около закреплённого конца на пластину наклеен тензорезистор (зигзагообразная проволочка между полосками бумаги), включенный для измерения в одно из плеч неуравновешенного моста постоянного тока.
В результате действия приложенной силы (веса груза в чашечке) пластина деформируется (изгибается) пропорционально этой силе, вследствие чего изменяется сопротивление тензорезистора и зависящая от него сила тока моста. Причем, при малых нагрузках изменение силы тока будет приблизительно пропорционально величине действующей силы.
1) Зарисовать таблицу 2 для записи результатов измерений.
Таблица 2
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
10 |
15 |
20 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Поставить тумблер «К» в положение «Тензодатчик», тумблер «Кг» в положение «грубо» и ручкой «установка нуля гальванометра» установите приблизительно стрелку гальванометра на крайнее левое деление шкалы гальванометра.
3) Поставьте тумблер «К1» в положение «точно» и той же ручкой (см. п. 2) установить точно стрелку гальванометра на крайнее левое деление шкалы.
4) Осторожно, пинцетом, поставить грузик весом 1г в чашечку, укреплённую на свободном конце пластины. Измерить соответствующее значение силы тока (, где - число делений, на которое отклонилась стрелка, а - цена деления, ее значение указано на шкале прибора).
5) Снять осторожно гирю и проверить, вернулась ли стрелка на крайнее левое деление. Если нет, то снова проделать пункт (3).
6) Аналогично пунктам (4) и (5) измерить силу тока при других нагрузках (см. таблицу 2), а затем и для неизвестного груза Рх.
7) Отключить макет от сети.
8) По данным таблицы 2 построить калибровочный график зависимости и по нему найти вес Рх неизвестного груза.
Упражнение №3: Изучение работы индуктивного датчика.
Схема установки приведена на рис. 18.
Рис. 18
Схема установки индуктивного датчика
Индуктивный датчик питается переменным напряжением 30В от макета «фото-тензо-датчик» с клемм «30В».
В результате перемещения в катушке ферромагнитного сердечника будет меняться значение индуктивности L катушки, что приведет к изменению ее индуктивного сопротивления переменному току. Изменение вызовет в свою очередь, изменение силы переменного тока. Таким образом, механические колебания (перемещения сердечника) преобразуются в колебания силы тока, текущего по катушке.
-
Собрать схему согласно рис.18.
-
После проверки установки преподавателем включить макет в сеть.
-
Вдвигая сердечник в катушку по 5 мм, измерить и записать соответствующие значения силы тока в таблицу 3 (L- длина части сердечника внутри катушки)
Таблица 3
L, мм |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
38 |
I, mA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
Выключить макет их сети и разобрать схему.
-
Построить график зависимости I=f(L)