28. Линеаризация температурных характеристик ип.

С уществуют методы частичной или же мнимой линеаризации, которые предлагают даже сами производители нелинейных элементов, но они не дают полного решения этой задачи.

Метод, основанный на математическом моделировании, заключается в построении искусственной линейной температурной зависимости (а*Т+b) и последующем построении дополнительной характеристики Y(T), позволяющих с помощью простых вычислений определять температуру с высокой точностью. Но из этих математических построений вытекает ряд условий, которые необходимо соблюсти для получения данных высокой точности:

- Температурный диапазон, в котором предполагается использование датчика, должен быть четко определен.

- Использование микроконтроллера, так как воспроизведение искусственно созданных зависимостей с помощью аналоговой электроники не возможно.

- Использование прецизионных радиоэлементов для точного представления поведения датчика в рассматриваемом применении.

Процесс построения искусственной линейной зависимости в известном температурном диапазоне при наличии математической модели поведения терморезистора не составляет большого труда. Для этого достаточно взять две крайние точки характеристики U(T) и провести между ними линейный отрезок (а*Т+b). Получить значение коэффициентов a и b в системе уравнений:

Где T0 и Tn — соответственно начальная и конечная температуры контролируемого диапазона, также не вызовет затруднений. Вспомогательную характеристику Y(T) получаем по следующей формуле

Зависимость имеет вид отрицательной параболы, исходя из этого, эту зависимость можно представить следующим образом:

Где Pt,Qt,Rt— постоянные коэффициенты, которые не зависят от температуры, а определяются свойствами термистора. Приравнивая выражения 15 и 16, получаем квадратное уравнение, где неизвестной величиной является температура:

Корни этого квадратного уравнения находятся известным путем:

Если температурный диапазон большой, а контроль температуры необходимо осуществлять с высокой точностью, то можно пойти по пути кусочной аппроксимации, и тогда коэффициенты Pt,Qt,Rt для каждого температурного поддиапазона будут свои.

29. Интегральные ип температуры.

Отличительной особенностью ИДТ по сравнению с традиционными термодатчиками (термисторами, термопарами и др.) является сравнительная простота их использования — они не требуют линеаризации и компенсации холодного спая, что делает весьма целесообразным их применение во всевозможных термометрах и терморегуляторах.

Последнее поколение ИДТ со специализированными цифровыми интерфейсами,

так называемые интеллектуальные ИДТ (Smart Temperature Sensor), широко применяются

для стабилизации тепловых режимов вычислительных систем, измерительной аппаратуры и в технике радиосвязи.

30. Классификация узп (одномерные и двухмерные)

Одномерный УЗП

Зондирование таким датчиком осуществляется путем непосредственного контакта с поверхностью тела. При этом неизбежны потери мощности УЗ колебаний из-за отражения. Для его уменьшения и служит согласующий слой. При его отсутствии вследствие большого различия волновых импедансов пьезоэлектрика и мягких тканей коэффициент отражения был бы равен 0,87, т.е. лишь 13% излучаемой энергии проходило бы в ткани. Линейные датчики

Линейные датчики используют частоту 5-15 Мгц. Преимуществом линейного датчика является полное соответствие исследуемого органа положению самого трансдюсера на поверхности тела. Недостатком линейных датчиков является сложность обеспечения во всех случаях равномерного прилегания поверхности трансдюсера к коже пациента, что приводит к искажениям получаемого изображения по краям.

Двухмерный режим (В-режим). Для получения изображения в виде среза на определенном участке изучаемого органа ультразвуковой датчик располагается рабочей поверхностью к телу пациента. В зависимости от типа датчика полученное изображение имеет вид прямоугольника (линейный датчик), либо треугольника (секторный, конвексный или микроконвексный датчики). Ультразвуковой датчик одновременно выполняет функцию передатчика, излучая ультразвуковые импульсы, и приемника, преобразуя отраженные эхосигналы от ткани и границ разделов сред.

В зависимости от вида исследования определяется выбор метода сканирования и соответственно тип и рабочая частота датчика. Если исследование проводится через небольшие акустические окна (головной мозг ребенка через родничок), наиболее удобен секторный или микроконвексный датчик. Для объектов больших размеров (органов брюшной полости, почек) применяют конвексный датчик. Линейный датчик наиболее удобен для осмотра поверхностно расположенных структур (молочные, щитовидная железы). В современных приборах в распоряжении врача имеется микроконвексный датчик, который совмещает в себе все преимущества секторного и конвексного. Он позволяет проводить исследования через небольшие акустические окна и одновременно получать более развернутую информацию от изучаемого объекта.

Большое значение при подборе датчика имеет его рабочая частота. Датчики с более низкой частотой (2-3,5 МГц) обеспечивают высокую степень проникновения эхосигналов в тело пациента и поэтому наиболее пригодны для исследования дальней зоны на глубине 15-25 см. Датчики средней частоты (4-6 МГц) обладают меньшей глубиной проникновения, но за счет более высокой частоты имеют лучшее разрешение по градации уровня серого цвета и предназначены для исследования в средней зоне на глубине 6-15 см. Для визуализации структур, близко расположенных к кожной поверхности (ближняя зона 1-6 см), используют датчики с высокой частотой 7,5-12 МГц. В последнее время стало возможным проводить исследование непосредственно поверхности внутренних органов пациента с глубиной проникновения 0-2 см. Для этих целей применяют специальные внутриполостные и эндоскопические датчики с частотой 15-20 МГц.