ГБОУ ВПО Тверская ГМА Минздрава России

Кафедра физики, математики и медицинской информатики

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Методические указания для лабораторной работы №5

Тверь 2014

Лабораторная работа

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Изучить назначение, классификацию и принципы действия датчиков.

2. Снять характеристики 2-х лабораторных датчиков.

3. Снять показания с помощью медицинских приборов, содержащих датчики.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: Панель с понижающим трансформатором, фотодатчиком, индуктивным датчиков и микроамперметром, медицинские приборы, содержащие датчики

ПЛАН ЗАНЯТИЯ

1. Вводное слово преподавателя.

2. Собеседование по контрольным вопросам к лабораторной работе.

3. Выполнение лабораторной работы.

4. Оформление отчета по лабораторной работе.

5. Решение задач по теме лабораторной работы.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЛОК

Для регистрации и измерения неэлектрических величин используют измерительные системы, содержащие датчики (или измерительные преобразователи). Датчиками называются устройства, преобразующие измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи, дальнейшего преобразования или регистрации.

В рамках медицинской электроники рассматриваются только такие датчики, которые преобразуют измеряемую или контролируемую неэлектрическую величину в пропорциональный электрический сигнал.

В медицине датчики выполняют роль переходного звена между обследуемым организмом и последующими устройствами для усиления, отображения, передачи по каналу связи, регистрации и обработки полученных сигналов.

Преимущества измерительных систем, содержащих датчики:

1. широкий амплитудный и частотный диапазон;

2. высокая чувствительность;

3. малая инерционность;

4. возможность миниатюризации и измерения в местах, недоступных при других методах;

5. возможность централизации и одновременного измерения нескольких, различных по своей природе величин;

6. возможность передачи информации об измеряемой величине на большие расстояния.

Требования, предъявляемые к датчикам при их конструировании:

1. удобство в размещении и использовании;

2. возможность многократного использования и стерилизации;

3. отсутствие побочного действия на организм;

4. получение устойчивого информативного сигнала;

5. максимальная защита от помех и минимальное искажение изучаемого сигнала.

Естественная входная величина датчика - это та единственная неэлектрическая величина, которую воспринимает и преобразует датчик из множества одновременно действующих на него величин. Это может быть любая физиологическая (кровенаполнение тканей), химическая (концентрация), механическая (перемещение, скорость) или физическая (температура. влажность, освещенность) величина.

Выходная величина - это измеряемый электрический сигнал. Это может быть сила тока, напряжение, частота.

Характеристика датчика - это зависимость выходной величины (у) от входной (х), которая может быть представлена аналитическим выражением или графиком.

Чувствительность датчика - это отношение изменения выходной величины к изменению входной величины:

Обычно стремятся иметь датчик с линейной характеристикой, в этом случае:

Порог чувствительности - минимальное изменение входной величины, которое может быть обнаружено с помощью данного датчика.

Предел преобразования. - максимальное значение входной величины, которое может быть воспринято данным датчиком без искажения и без его повреждения. Все датчики можно разделить на два основных класса: генераторные и параметрические.

Генераторными называются такие датчики, в которых под воздействием входной величины непосредственно генерируется ЭДС. Такие датчики не нуждаются в дополнительных источниках питания.

Параметрическими называются такие датчики, в которых под воздействием входной величины изменяется один из его электрических параметров. Их соединяют в цепь с внешним источником питания.

Рассмотрим некоторые типы датчиков.