29)Принцип работы электронного осциллографа. Электроннолучевая трубка. Развертка. Синхронизация. Чувствительность.
Простейшая структурная схема осциллографа состоит из трех элементов: усилителя вертикально отклоняющего напряжения Ux, генератора развертки G и ЭЛТ.
Формирование осциллограммы осуществляется следующим образом: Исследуемое напряжение (его мгновенное значение во времени) Ux через усилитель подают на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Под действием этого напряжения электронный луч отклоняется по оси ординат на Y = kSY · Ux(t), где: k – коэффициент усиления усилителя; SY – чувствительность трубки по оси ординат.Отклонение луча по оси абсцисс осуществляется под действием линейно изменяющемся во времени напряжения развертки Up = at, где а – постоянный коэффициент. x = SxUp = Szat, где Sx – чувствительность ЭЛТ по оси абсцисс.В результате совместного воздействия на ЭЛТ вертикально и горизонтально отклоняющих напряжений луч будет перемещаться по известной траектории.
Электронно-лучевая трубка представляет собой электронно-лучевой прибор для осциллографии, приёма телевизионных изображений, электронно-лучевых коммуникаторов и ряда других областей техники. Во всех этих приборах создается тонкий пучок электронов (электронный луч), управляемый с помощью электрических или магнитных полей.
Развертка- Расстояние, которое проходит луч вдоль горизонтальной оси, пропорционально времени
Синхронизация.
Если между генератором развертки и сигналом нет никакой связи, то начинаться развертка и появляться сигнал будут в разное время, изображение сигнала на экране осциллографа будет перемещаться либо в одну, либо в другую сторону - в зависимости от разности часто сигнала и развертки. Чтобы остановить изображение нужно “засинхронизировать” генератор т.е. обеспечить такой режим работы, при котором начало развертки будет совпадать с началом появления периодического сигнала (скажем синусоидального). Причем синхронизировать генератор можно как от внутреннего сигнала (он берется с усилителя вертикального отклонения), так и от внешнего, подаваемого на гнезда “ВXОД СИНXР.”. Выбирают тот или иной режим переключателем (2) - ВНУТР.- ВНЕШН. синхронизация (на структурной схеме переключатель находится в положении “внутренняя синхронизация).
ЧувствительностьОпределение чувствительности осциллографа производится при подаче на его вход сигнала синусоидальной формы от какого-либо генератора. При необходимости чувствительность осциллографа уменьшают аттенюатором, имеющимся в осциллографе. Использование усилителей повышает чувствительность осциллографа к напряжению до значений примерно единиц и десятков сантиметров на вольт.
30)Электроды для съема биоэлектрического сигнала. ЭДС источника биопотенциалов. Эквивалентная схема контура. Группы электродов по их назначению. Проблемы использования электродов в электрофизиологических исследованиях.
Электроды для съема биоэлектрического сигнала
Электроды – это проводники специальной формы, соединяющие измерительную цепь с биологической системой.
При диагностике электроды используются не только для съёма электрического сигнала, но и для подведения внешнего электромагнитного воздействия, например в реографии.
К электродам предъявляются определенные требования: онидолжны быстро фиксироваться и сниматься, иметь высокую стабильность электрических параметров, быть прочными, не создавать помех, не раздражать биологическую ткань и т. п.
Важная физическая проблема, относящаяся к электродам для съёма биоэлектрического сигнала, заключается в минимизации потерь полезной информации, особенно на переходном сопротивлении электрод – кожа.
эквивалентная электрическая схема контура, включающего в себя биологическую систему и электроды
Из закона Ома следует, что ΕБП = Ir + IR + IRВХ = IRi+ IRВХ (Ri= r + R),
где ЕБП – ЭДС источника биопотенциалов; r – сопротивление внутренних тканей биологической системы; R – сопротивление кожи и электродов, контактирующих с ней; RВХ – входное сопротивление усилителя биопотенциалов.
Можно условно назвать падение напряжения на входе усилителя«полезным», так как усилитель увеличивает именно эту часть ЭДС источника. Падение напряжения Ir и IR внутри биологической системы и на системе электрод – кожа в этом смысле “бесполезно”. Так как ΕБП задана, а повлиять на уменьшение Ir невозможно, то увеличить долю компоненты IRВХ можно лишь уменьшением R, и прежде всего –сопротивления контакта электрод – кожа.
По назначению электроды для съёма биоэлектрического сигнала подразделяют на следующие группы:
1) для кратковременного применения в кабинетах функциональной диагностики, например, для разового снятия электрокардиограммы;
2) для длительного использования, например, при постоянном наблюдении за тяжелобольными в условиях палат интенсивной терапии;
3) для применения на подвижных обследуемых, например, в спортивной или космической медицине;
4) для экстренного использования, например, в условиях скорой помощи.
31)Датчики медико-биологической информации. Генераторные и параметрические датчики. Чувствительность датчиков.
Датчики медико-биологической информации.Датчиком называют устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи и дальнейшего преобразования или регистрации.
Датчик, к которому подведена измеряемая величина, т. е. первый в измерительной цепи, называется первичным.
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, термоэлектрический эффект;
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) ёмкостные, ёмкость;
2) реостатные, омическое сопротивление;
3) индуктивные, индуктивность или взаимная индуктивность.
Чувствительность датчика показывает, в какой мере выходная величина реагирует на изменение входной:
Z = Δy/Δx .
Она в зависимости от вида датчика выражается в омах на миллиметр (Ом/мм), в милливольтах на кельвин ( мВ/К ) и т. д.
Чувствительность последовательной совокупности датчиков равна произведению чувствительности всех датчиков.