Датчики медико-биологической информации

Многие медико-биологические характеристики нельзя «снять» электродами, так как они не отражаются биоэлектрическим сигналом: давление крови, температура, звуки сердца и многие другие. В некоторых случаях медико-биологическая информация связана с электрическим сигналом, однако к ней удобнее подойти как к неэлектрической величине (например, пульс). В этих случаях используют датчики (измерительные преобразователи).

Датчиком называют устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину я сигнал, удобный для передачи, дальнейшего преобразования или регистрации. Датчик, к которому подведена измерительная величина, т. е. первый в измерительной цепи, называется первичным.

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

Использование электрического сигнала предпочтительнее, чем иных, так как электронные устройства позволяют сравнительно несложно усиливать их, передавать на расстояние и регистрировать.

Датчики подразделяются на генераторные и параметрические. Генераторные — это датчики, которые под воздействием измеряемого сигнала непосредственно генерируют напряжение или ток. Укажем некоторые типы этих датчиков и явления, на которых они основаны:

1) пьезоэлектрические, пьезоэлектрический эффект

2) термоэлектрические, термоэлектричество

3) индукционные, электромагнитная индукция

4) фотоэлектрические, фотоэффект.

Параметрические — это датчики, в которых под воздействием измеряемого сигнала изменяется какой-либо параметр. Укажем некоторые типы этих датчиков и измеряемый с их помощью параметр:

1) емкостные, емкость;

2) реостатные, омическое сопротивление;

3) индуктивные, индуктивность или взаимная индуктивность.

Датчик характеризуется функцией преобразования — функциональной зависимостью выходки величины у от входной х, которая описывается аналитическим выражением, у = f(х) или графиком.

ГРАДУИРОВКА ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ

1. Ознакомьтесь с инструкцией по работе с преобразователем давления, микроамперметром, источником питания.

2. Включите, преобразователь давления, микроамперметр, источник питания и прогрейте приборы в течение 5 минут.

3. Соберите схему для градуировки датчика давления, согласно рис.1. Установите выходное напряжение источника питания – 6В. Установите стрелку микроамперметра в нулевое положение, если это необходимо (вращением ручки переменного резистора на верхней крышке преобразователя давления).

4. Измерьте выходную силу тока микроамперметром после каждого увеличения воздушного давления на 20 мм.рт.ст. от 0 до 200 мм.рт.ст.. Занесите данные в табл.№1, постройте градуировочный график I=f(P).

Рис.1. Структурная блок-схема градуировки датчика давления.

Табл.№1.