5. Коэффициент нелинейных искажений

Коэффициент нелинейных искажений определяется по амплитудной характеристике датчика.

К_н.и. =( Y_ном – Y_реал ) / Y_ном ^. 100%

6. Стабильность датчика – неизменность выходной величины при неизменности входной величины.

X=const Y=const

7. Погрешность датчика ( ). Датчик искажает информацию. Величина погрешности датчика зависит от: старения датчика (₁); влияния окружающей среды (₂), погрешности измерительного прибора (₃), нестабильности источника питания (₄) и т.д.

 = ₁+₂+₃+₄. . . . +_n

Датчики температуры

Для регистрации температуры биологических объектов используется датчики термоэлектрических и термисторных систем. Существуют датчики температуры ядра (сердцевинные) и температуры кожи (поверхностные). У датчиков температуры ядра более достоверные показания, а температуры кожи зависят от многих условий окружающей среды (влажности, одежды, волосяного покрова, кровоснабжения кожи и.д.).

Для измерения температуры тела человека применяются проволочные и полупроводниковые датчики. Это пассивные датчики (терморезисторы) и активные датчики (термопары). Обычно, датчик на основе термосопротивления включается в цепь в соответствии с рисунком, приведенном ниже.

Схема термисторного датчика:

E – источник питания, R₁,R₂,R₃,R₄ –

измерительный мост, G – гальванометр,

R₄ – резистор балансировки моста,

R₂– термосопротивление.

Мост сбалансирован при условии равенства сопротивлений R₁ и R₃, R₄ и R₂ соответственно. В этом случае электрический ток через гальванометр не протекает. При изменении температуры нарушается балансировка моста и через гальванометр (Г) протекает ток I_Г, пропорциональный величине температуры. Прибор можно проградуировать в градусах и отсчет будет производиться непосредственно в градусах.

Схема термоэлектрического датчика:

Величина ЭДС термопары (Е) может быть определена согласно выражению:

E = (t₁ – t₂ ) , где

 - удельная ЭДС, t₁ и t₂ - температуры сред, где находятся термопары.

Eсли собрать электрическую цепь согласно рисунку, то в цепи потечет электрический ток, прямо пропорциональный разности температур.

Термисторные датчики – дешевые, имеют малое время реакции (5 – 50 с), но обладают значительной нелинейностью.

Термоэлектрические датчики – дорогие, имеют малое время реакции и большой динамический диапазон, высокую линейность.

Датчики параметров сердечно-сосудистой системы

Для оценки деятельности сердечно-сосудистой системы используются такие характеристики, как пульс, систолическое и диастолическое давление, тоны и шумы сердца, импеданс ткани, различные показатели циркуляции крови и другие.

Для регистрации частоты периферического пульса получили распространение пьезоэлектрические и электродинамические датчики.

а) Пьезоэлектрический датчик артериального пульса

Прямой пьезоэлектрический эффект состоит в возникновении электрических зарядов разных знаков на противоположных поверхностях некоторых кристаллических тел (пьезоэлектриков) при их механических деформациях (растяжении, сжатии, изгибе и т.д.).

Схема пьезоэлектрического датчика:

Пелот накладывается на артерию.

При деформации в элементе возникает прямой пьезоэлектрический эффект – на противоположных поверхностях кристалла из титаната бария появляется разность потенциалов, причем частота изменения этой ЭДС совпадает с частотой пульса.

б) Микрофонный датчик

Этот датчик является тоже генераторным и часто используется для определения частоты пульса, тонов и шумов сердца.

Схема микрофонного датчика:

При колебании мембраны под действием измеряемого параметра происходит колебание катушки, расположенной между полюсами постоянного магнита. По закону электромагнитной индукции в ней возникнет ~ ЭДС, пропорциональная частоте колебаний мембраны.