тензодатчики и резистивные датчики дыхания.

ОТВЕТ: по типу преобразуемых величин датчики могут подразделяться на механоэлектрические, термоэлектрические , фотоэлектрические , хемиэлектрические.

1. Механоэлектрический пьезодатчик основан на явлении пьезоэффекта.в пьезодатчике возникает напряжение U при воздействии на пьезокристалл К силой F. Эта разность потенциалов пропорциональна деформирующей силе или деформации кристалла.

U=kF, где k = чувствительность датчика.

Входной величиной для этого датчика яв-ся сила или абсолютная деформация, выходной- напряжение на гранях кристалла. Пьезодатчик применяется для снятия сфигнограммы , в автоматических измерителях артериального давления по методу Короткова, где он встраивается в манжету и дает сигнал о начале и конце колебаний стенок сосуда.

2. Механоэлектрический индукционный датчик разных модификаций применяется в различных областях диагностики. Например, при регистрации фонокардиограммы , изменений диаметра крупных сосудов при прохождении пульсовой волны , изменения давления в сосудах и эксперименте и тд.

3. Термоэлектрический датчик или термопара. В этих датчиках за счет тепловой энергии объекта нагревается контакт разнородных металлов или полупроводников , что приводит к возникновению термоЭДС силы Е.

Е= альфа* дельта Т, где альфа- коэфф. Пропорц. –чувствительность термопары .

Входной величиной датчика яв-ся разность температур между нагретым и холодным контактами , выходной- термоэлектродвижущая сила Е.Термопара можно применяться для измерения температуры тела.

4. Механоэлектрический емкостный датчик .при изменении расстояния между пластинами конденсатора в процессе измерения некоторого размера изменяется емкость датчика С ~1/d.

Соответственно изменяется его емкостное сопротивление Хс=1/ωС и, как следствие , переменный ток в измерительной цепи с источником питания Е.

5. Механоэлектрический индуктивный датчик перемещения, ЭДС электромагнитной индукции в измерительной катушке пропорциональна скорости изменения тока в первичной катешке.

Е2=-М*di/dt, поэтому при передвижении стального конического сердечника , проходящего через обе катушки . изменяется коэффициент взаимной индукции М катушек питания , в которую включен источник переменного тока Еi и измерительной ,в которой возникает ЭДС взаимной индукции Е2.

6. Механоэлектрический тензодатчик применяется, например , при исследовании деформационных свойств костей и мягких тканей , например, при удлинении за счет силы F проводника длиной 1, по которому течет ток , уменьшается площадь сечения проводника S. Оба эти фактора риводят к увеличению сопротивления проводника где ρ- удельное сопротивление материала проодника. R=ρ*l/S

7. в резиновом датчике дыхания в качестве чувствительного элемента используется пояс из токопроводящей резины. Пояс одевается на пациента .При дыхании резина растягивается в такт вдоху и выдоху, что ведет к изменению ее сопротивления , соответственно , изменяется и ток в измерительной цепи.

• Генераторы гармонических и импульсных колебаний и их применение в медицине.

Генераторами колебаний различной формы Являются устройства, производящие их неопределенно долго за счет энергии постороннего источника.

• Генераторы гармонических колебаний , одним из основных элементов является колебательный контур.(см рисунок) контур состоит из емкости –С , индуктивности –L и активного сопротивоения резистора-R. Ключ К подключает емкость к источнику постоянного тока Е, при этом она заряжается до напряжения источника тока.при переключении ключа К в правое положение емкость С разряжается на цепь R-L и возникают гармонические колебания с периодом : T= 2π.В качестве примера импульсного генератора рассмотрим релаксационный генератор на неоновой лампе,(см рисунок)

• Генератор состоит из неоновой лампы Л, конденсатора С и сопротивления R. питание подается от источника постоянного тока к плюсу и к минусу .При подаче напряжения конденсатор С Заряжается через сопротивление R. Напряжение на конденсаторе растет по экспоненте до величины U3, При этом напряжение зажигается лампа , ее сопротивление падает и конденсатор разряжается через лампу до напряжения U1 .При этом напряжении лампа гаснет и опять начинается заряд конденсатора. Процесс повторяется неограниченное число раз. В результате работы такого генератора на выходе создаются колебания пилообразной формы. Генераторы используются почти во всех медицинских электроннх приборах : в физиотерапевтической аппаратуре, приборах функциональной диагностики, лабораторной технике и др.

77. Электронные усилители. Коэффициент усиления и полоса пропускания усилителя. Особенности усиления биоэлектрических сигналов

Ответ: Усилитель электрического заряда-это устройство, усиливающее входной сигнал по напряжению, току или мощности за счет энергии постороннего источника.входной сигнал подают на вход усилителя , на выходе снимают усиленный в К раз сигнал, К-это коэффициент усилния усилителя. В зависимости от того , с каким усилителем мы имеем дело, коэффициент усиления определяется как отношение приращения напряжения на входе усилителя.

Процесс усиления биоэлектрических сигналов имеет следующие особенности: высокое выходное сопротивление биологической системы, малая величина сигнала, малая скорость изменения сигнала. Высокое выходное сопротивление обусловлено, в первую очередь, высоким переходным сопротивлением кожа-электрод. Для усиления в этом случае необходимо использовать усилители с высоким входным сопротивлением. Малая величина сигнала требует использования усилителей с высоким коэффициентом усиления, что создает трудности в плане помехозащищенности и усилении без искажений. Малая скорость изменения сигнала требует использования усилителей постоянного тока. Используются как собственно усилители постоянного тока, так и преобразование постоянного тока в переменный, усиление переменного тока и обратное преобразование.

78. Устройства регистрации и отображения информации: светочувствительные, самопишущие, магнитные и дискретные.

ответ:

Устройства регистрации информации производят запись информации на какой-либо носитель. Устройства отображения информации осуществляют показ информации, в условиях, когда она может непрерывно обновляться.

Светочувствительные устройства – это, прежде всего, устройства, использующие фотобумагу, например, шлейфные осциллографы. В рентгенографии широко применяется фотопленка. Регистрация на светочувствительный носитель в шлейфном осциллографе практически безинерционная. Недостаток светочувствительных устройств – невозможность наблюдать результат записи непосредственно (необходимо проявлять носитель информации).

Рассмотрим некоторые самопишущие устройства.

Ранее наиболее распространенным типом аналогового регистрирующего устройства были перьевые устройства, рис. 6.27. Их преимущество – возможность наблюдать запись непосредственно, относительно невысокие требования к носителю (бумаге). К недостаткам перьевой записи можно отнести некоторое Рис.6.27

радиальное (нелинейное) искажение регистрируемых кривых. Кроме того, трение пера о бумагу не даёт возможности записывать высокочастотные

процессы (ν<150 Гц).

Существует струйный вид записи. При этом чернила под давлением ~ 15 атм подаются через капилляр на бумагу. Струйной записью можно регистрировать более высокочастотные процессы (V < 700 Гц). Но при медленном движении капилляра относительно бумаги появляются очень жирные линии. Возможны нелинейные искажения, как и в случае перьевой записи.

От нелинейных искажений свободна тепловая запись, рис. 6.28 Термописчик 1 нагревается электрическим током до 200-250°С. При тепловой записи используется черная бумага 2, покрытая воском или парафином, на который

Рис.6.28 наносится масштабная сетка. Бумага протягивается между ребром призмы 3 и термописчиком. Парафин расплавляется и проступает черная основа бумаги, за счет чего и происходит непосредственно наблюдаемая регистрация кривой, например ЭКГ.

Для тепловой записи характерно высокое качество. К недостаткам можно отнести относительно высокую стоимость специальной бумаги.

Используется магнитная запись информации (по типу бытовых магнитофонов). Например, при холтеровском мониторировании ЭКГ. Схема записи показана на рис. 6.29 Магнитное поле 1, создаваемое в зазоре магнитопровода 3 и изменяющееся в соответствии с исследуемым напряжением U_исс, создаст на движущейся ленте 2, покрытой ферромагнитным материалом, магнитную запись информации.

Дискретные устройства регистрируют или отображают информацию периодически через определенные промежутки времени. К дискретным устройствам обычно относятся различные цифро-печатающие устройства (ЦПУ) и цифроиндикаторы приборов, например, носимых мониторов артериального давления. Эти мониторы через определенные промежутки времени накачивают манжету и измеряют артериальное давление по методу Короткова. Затем результат, например, суточного мониторинга распечатывается в цифровом виде с помощью встроенного в прибор ЦПУ. Кроме того, параллельно осуществляется показ результатов измерения давления на жидкокристаллическом цифроиндикаторе