3.4.3 Проверка метрологических характеристик

3.4.3.1. Определение чувствительности (коэффициента преобразования) проводиться последовательно для каждого канала по схеме, приведенной на рис.4.

В этой схеме используется кабель К 5(1) для определения чувствительности 0,5 В/Ом по выходу реограмм и 0,05 Вс/Ом по выходу диффреограмм. Для определения чувствительности 0,05 В/Ом по выходу реограмм и 0,05 Вс/Ом по выходу диффреограмм используют кабель К5(3) при этом допускается производить определение чувствительности только на поддиапазоне 10-100 Ом в одной точке на верхнем пределе диапазона измерений реограммы (1,0 Ом) и диффреограммы (10 Ом/с).

Рис. 4- Определение чувствительности.

Г-генератор сигналов специальной формы Г6-26

ПНС- преобразователь напряжение сопротивление ПНС-011

Р- магазин сопротивления R33

ЭО-эквивалент биологического объекта

ВГ-выносная головка

РГ- реограф 4РГ-2М

НСЭ- набор согласующих элементов

О-осциллограф С1-48Б

К1-К6- кабели соединительные

С выхода генератора Г6-26 на вход ПНС-011 подается сигнал синусоидальной формы амплитудой 5В и частотой 1,59 Гц для определения чувствительности по выходу диффреограммы.

Органы управления 4РГ-2М установить в следующее положение:

- «Р-К» -отжаты

- «х5» - нажаты (поддиапазона 50-500 Ом).

На выносной головке проверяемого канала переключатель «Б-Т» установить в положение «Т». Выносные головки остальных каналов отключены от реографа.

Органы управления ПНС-011 установить в следующее положение:

- переключатель «R»- «200» нажата

-переключатель «∆R»- «1» нажата

-режим работы «Внеш» нажата.

На магазине сопротивлений R33 установить 200 Ом. Ручкой «Комп» реографа 4РГ-2М погасить индикаторы «Комп» проверяемого канала. Измерить осциллографом величину ∆h (рис 5).

Рис.5.

Чувствительность определяется по формуле: ,

Где S- фактическая чувствительность, В/Ом, Вс/Ом

∆h-размер сигнала на выходе РЕО и ДИФ измеренный осциллографом, В.

∆z=10 Ом/с –для выхода ДИФ

∆z=1,0 Ом- для выхода РЕО

Отклонения чувствительности от номинального значения определяется по формуле:

-отклонение чувствительности от номинального отклонения, %

S-фактическая чувствительность, В/Ом, Вс/Ом.

S₀- номинальная чувствительность, В/Ом, Вс/Ом

Вычисленное значение должно быть в пределах ± 12 %.На ПНС-011 нажать «0,5» и произвести определение чувствительности по выходу реограмм и диффреограмм и отклонение чувствительности от номинального значения , которое должно быть в пределах ± 12 %.

С выхода генератора Г6-26 подать сигнал амплитудой 2,5 В, на ПНС-011 нажать «0,1». Произвести и произвести определение чувствительности по выходу реограмм и отклонение чувствительности от номинального значения , которое должно быть в пределах ± 20 %.

С выхода генератора Г6-26 подать сигнал амплитудой 1 В. Произвести и произвести определение чувствительности по выходу диффреограмм и отклонение чувствительности от номинального значения , которое должно быть в пределах ± 28 %.

Устанавливая органы управления в следующем положение:

-ПНС-011- «50» нажата

4РГ-2М – «х1» нажата

Р33 – «50 Ом»

-ПНС-011- «20» нажата

4РГ-2М – «х0,5» нажата

Р33 – 20 Ом

Произвести определение чувствительности и отклонение чувствительности от номинального значения по вышеописанной методике. Определение чувствительности по выходу реограмм допускается производить на частоте 1,59 Гц.

3.4.3.2 Уровень шумов, приведенных ко входу определяют при максимальной чувствительности при базовом сопротивлении равном R₀=100 Ом на поддиапазоне 10-100 Ом (на реографе нажать «х1») в тетраполярном режиме. В качестве базового сопротивления используется резистор С2-23-,05-100 Ом ±2% подключенный вместо ПНС- и Р33 к Конт. 2 и 3 ЭО.

Осциллограф С1-69, предварительно откалиброванным с помощью установки В1-4, на выходах реограммы и диффреограммы проверяемого канала 4РГ-2М измеряют ширину шумовой дорожки h_ш в течении 2 сек. При измерении ширины шумовой дорожки h_ш на выходе диффреограммы не учитывать отдельные выбросы. Уровень шумов, приведенных ко входу, А_ш (См, Ом/с) определяют по формуле:

где А_ш- уровень шумов, приведенных ко входу, Ом, Ом/с

S- максимальная чувствительность, В/Ом, Вс/Ом.

h_ш- ширина шумовой дорожки, В.

Величина А_ш не должна превышать следующие значения :

-по вых.РЕО А_ш ≤ 0,06 Ом

По вых.ДИФ А_ш ≤ 0,1 Ом.

3.4.3.3 Частота измерительного тока определяют путем измерения частоты напряжения с помощью частотомера Ч3-32 подключенного к контактам 1 и 4 ЭО.

При этом на ПНС-011 устанавливается R=500 Ом (нажата «500») на Р33 устанавливается R=0, на 4РГ-2М устанавливается поддиапозон 50-500 Ом («х5» нажата). Измерение производится в тетраполярном режиме (на выносной головке переключатель «Б-Т» установить в положение «Т»).

Отклонение частоты в процентах от номинального значения определяется по формуле:

где - отклонение частоты от номинального значения, %

- измеренное и номинальное значение частоты соответственно, Гц; номинальное значение равно 100 кГц.

Величина не должна превышать 10%.

3.4.3.4. Верхнюю граничную частоту, крутизну среза АЧХ на верхних частотах и неравномерность АЧХ определяют путем измерения чувствительности по п.3.4.3.1

Органы управления 4РГ-2М установить в следующее положение:

-«Р-К» -отжаты

-«х1» - нажаты (поддиапозон 10-100 Ом)

На выносной головке проверяемого канала переключатель «Б-Т» установить в положение «Т». Выносные головки остальных каналов отключены от реографа.

Органы ПНС-011 установить в следующее положение:

-переключатель «R» - «50» нажата

-переключатель «∆ R» - «I» нажата

-режим работы - «Внеш» нажата

На магазине сопротивлений Р33 установить 50 Ом. Для определения неравномерности АЧХ по выходу «РЕО» необходимо подать с выхода генератора Г6-26 на вход ПНС-011 сигнал синусоидальной формы амплитудой 5В и частотой F_n =0.1*F_во*n

где F_во=20 Гц- номинальное значение верхней граничной частоты по выходу «РЕО», Гц.

n- 1,2,3… IО.

F_во=10 Гц- номинальное значение верхней граничной частоты по выходу «ДИФ», Гц.

Неравномерность АЧХ (%) определяется по формуле:

(1)

где - неравномерность АЧХ, %

S₁ и S_n- значение чувствительности на частотах F₁ =0.1*F_во и F_n соответственно (В/Ом, Вс/Ом).

n- 1,2,3… IО.

Для определения не равномерности АЧХ по выходу «ДИФ» необходимо подать с выхода генератора Г6-26 на выход ПНС-011 сигнал синусоидальной формы амплитудой 5В и частотой 1Гц. Измерить величину выходного сигнала на выходе «ДИФ». Изменяя частоту сигнала с 1 до 10 Гц через 1 Гц и обратно пропорционально частоте амплитуду сигнала с выхода генератора Г6-26 измерить величины сигнала с выхода «ДИФ». По формуле (1) определить неравномерность АЧХ по выходу «ДИФ». Неравномерность АЧХ не должна превышать 10%.

Верхнюю граничную частоту F_в (Гц) по выходу «РЕО» и «ДИФ» определяют по максимальной частоте, на которой величина

где S₁ и S_В – чувствительность измеренная на частотах F₁ и F_В (В/Ом, Вс/Ом)

Крутизна среза АЧХ на верхних частотах F^’_В (дБ/октава) вычисляют по формуле:

где - крутизна среза на верхних частотах (дБ/октава)

F_c- частота, на которой чувствительность вдвое меньше чувствительности на частоте F_В ,(Гц)

F_В- верхняя граничная частота (Гц).

Крутизна среза АЧХ на верхних частотах не должна превышать 12 дб/октава. Верхняя граничная частота F_В должна быть по выходу «РЕО» не менее 20 Гц, по выходу «ДИФ» не менее 10 Гц.

3.4.3.5 Выброс на переходной характеристике и постоянную времени определяют путем измерения параметров выходного сигнала (рис.6) на выходе «РЕО» с помощью схемы для определения чувствительности.

Органы управления 4РГ-2М установить в следующее положение:

- «Р-К» - отжаты

- «х1» - нажаты

На выносной головке проверяемого канала переключатель «Б-Т» установить в положение «Т».

Органы управления ПНС-011 установить в следующее положение:

-переключатель «R» - «50» нажата

-переключатель «∆ R» - «I» нажата

-режим работы - «Внеш» нажата

На магазине сопротивлений Р33 установить 50 Ом.

Генератор Г6-26 отключить от ПНС-011.Нажимая и отпуская кнопку «┌» на ПНС-011 подучить на осциллографе С1-69, включенном вместо осциллографа С1-48Б сигнал, изображенный на рис.6.

Рис.6

Постоянную времени определяют путем измерения длительности спада монотонной характеристики t_сп (с)до уровня 0,37.

Постоянная времени t_сп должна быть не менее 0,8с.

Выброс на переходной характеристике определяют путем измерения амплитуды выброса ∆ h_в относительно максимальной чувствительности ∆ h₀ и определяется по формуле:

где ∆ h_в – амплитуда выброса, В

∆ h₀- максимальная амплитуда сигнала, В.

3.4.3.6. Определение погрешность измерения базового сопротивления в производиться по схеме рис.4. Измерения производятся по встроенному в реограф измерителю « » на трех поддипазонах (50-500 Ом,10-100 Ом,5-50 Ом) для каждого из каналов. При этом на магазине сопротивлений Р33 устанавливается Р=0. Положение органов управления 4РГ-2М и ПНС-011, а также допускаемое отклонение базового сопротивления от номинального значения z₀ указаны в таблице 4.

Таблица 4.

4РГ-2М (нажато) множитель	ПНС-011 R(Z0) (нажато)	Допустимое отклонение Базового сопротивления z0 %
Х5	500	±4,8
Х5	200	±6,0
Х5	100	±8
Х5	50	±12
Х1	100	±4,8
Х1	20	±5,6
Х1	20	±8
Х1	10	±12
Х0,5	50	±4,8
Х0,5	20	±6,0
Х0,5	10	±8

На реографе в переключателе «ИЗМ» нажимаем кнопку с номиров повторяемого канала.

Отклонение измеренного значения базового сопротивления от номинального значения определяется по формуле:

- отклонение измеренного значения базового сопротивления от номинального значения, %

Z-измеренное значение базового сопротивления, Ом

Z₀- номинальное значение базового сопротивления, Ом.

2.3.6 Вычисленное значение должно находиться в пределах, указанных в таблице 4 для значений z_0.

3.4.3.7. Величину входного импеданса определяют с помощью схемы для определения чувствительности изображенной на рис.4.

Осциллограф С1-108 подключают к выходам «РЕО» 4РГ-2М и измеряют чувствительность по п.3.4.3.1. Органы управления установить в следующее положение:

ПНС-011:

- «50» нажата

- «I» нажата

- «Внеш» нажата

4РГ-2М:

-«Р-К» отжата

- «х1» нажата

Р33:

-установлено 50 Ом.

Затем выносной головкой (ВГ) и реографом (РГ) необходимо включить переходник, схема которого изображена на рис.7.

Рис. 7- схема подключения.

Rб- резистор С2-23-0,5-24,9 кОм ±2% -2шт

Х1- вилка СШ-5

Х2-розетка СГ-5

Определить чувствительность по выходам «РЕО». Требования считаются выполненными, если

где S₀ -чувствительность, измеренная без переходника, В/Ом

- чувствительность, измеренная с переходником, В/Ом

3.4.3.8 Измерение входного импеданса на низкой частоте производится с помощью схемы, изображенной на рис.8

Рис.8

Г- генератор Г6-26

В-вольтметр В3-33

R-С2-23-0,5-499 кОм ± 2 % - Б-Д -1 шт.

С- К73-9-100 В-0,01 мкф ± 5% - 1шт.

Реограф 4РГ-2М включен в биполярном режиме. Вольтметр В3-33 включен несимметричным выходом. С генератора Г6-26 подать сигнал синусоидальной формы амплитудой 5В и частотой 20 Гц ± 10%. Требования считаются выполненными, если напряжение на электродах превышает величину 0,07 U_r =0,35 В (напряжение, поданное с выхода генератора, В).

3.4.3.9. Требование к выходному импедансу проверяют путем измерения чувствительности в поддиапазоне 10-100 Ом (на 4 РГ-2М нажата «х1») при шунтировании выходных контактов 4РГ-2М нагрузочным резистором.

R_ш=499 Ом, (R_ш-С2-23-0,5-499 Ом ± 2 % -Б-Д).

Резистор R_ш подключается к конт. 3 и 4 набора согласующих элементов. На ПНС-011 нажаты «50» и «I». На магазине сопротивлений Р33 установлено 50 Ом. Требования считаются выполненными, если выполняется неравенство:

где S₀- чувствительность, измеренная без шунта

S_ш- чувствительность, измеренная с шунтом.

3.4.3.10 Амплитуда калибровок определяют с помощью осциллографа С1-69, предварительно откалиброванного установкой В1-4. Осциллограф подключают к выходам «РЕО» (конт. 1 и 2) и «ДИФ» (конт. 1 и 2). Органы управления на реографе 4РГ-2М установить в следующее положение:

-«Р-К» - нажаты

-Для определения амплитуды калибровки 0,1 Ом по выходу «РЕО» и 1,0 Ом/с по выходу «ДИФ»

«0,1-0,05» - отжата

-Для определения амплитуды калибровки 0,05 Ом по выходу «РЕО» и 0,5 Ом/с по выходу «ДИФ»

«0,1-0,05» - нажата.

Амплитуды калибровок соответствуют размаху сигнала на экране осциллографа (рис.9)

Рис.9.

Величину отклонения амплитуды калибровочных сигналов от номинального значения определяют по формуле:

где - отклонение амплитуды калибровочного сигнала от номинального значения, %

h_к- размах выходного сигнала на экране осциллографа, В

h_ко=0,25 В – для калибровочного сигнала амплитудой 0,05 Ом по выходу реограмм

- для калибровочного сигнала амплитудой 0,5 Ом/с по выходу диффреограмм.

h_ко = 0,05В - для калибровочного сигнала амплитудой 0,1 Ом по выходу реограмм

- для калибровочного сигнала амплитудой 1 Ом/с по выходу диффреограмм.

Величина отклонения амплитуды калибровок от номинального значения должна быть в пределах ± 6%.

3.4.3.11.Эффективное значение измерительного тока определяют с помощью схемы, приведенной на рис.4.

К конт.2 и 3 ЭО подключается вольтметр В3-33 в несимметричном включении. На ПНС-011 нажато «50», на магазине сопротивлений Р33 установлено 50 Ом.

Переключатель «Б-Т» на выносной головке реографа установлен в положение «Б». На реографе нажата «х1» (поддиапозон 10-100 Ом). Эффективное значение измерительного тока определяют по формуле:

где I- эффективное значение измерительного тока, мА

U- напряжение, измеренного вольтметром В3-33, мВ

R_б=100 Ом

Значение I должно быть равно 1 мА ± 0,3 мА.

3.4.3.12. Коэффициент взаимовлияния между каналами определяют на основе схемы для определения чувствительности i- го канала реографа, кроме того к реографу подключается выносная головка j- го канала с подключенным к ней эквивалентом биологического объекта (ЭО). К конт. 2 и 3 ЭО подключается резистор R=100 Ом.

R-С2-23-0,5-100 Ом ± 2% -Б-Д.

Органы управления установить в следующее положение:

ПНС-011:

- «50» нажата

- «I» нажата

- «Внеш» нажата

4РГ-2М:

-«Р-К» отжата

- «х1» нажата

Р33:

-установлено 50 Ом.

Осциллографом С1-48Б измерить уровень сигнала на выходах «РЕО» и «ДИФ» i-го канала реографа H_i. Затем измеряется уровень сигнала на выходах «РЕО» и «ДИФ» j-го канала реографа.

Коэффициент взаимовлияния между каналами W (%) определяется

где W - коэффициент взаимовлияния между каналами, %

H_i -уровень сигнала i -го канала, В

H_j - уровень сигнала j- -го канала, В.

Коэффициент взаимовлияния между каналами определяется для каждой пары каналов. Величина W не должна превышать 5 %.

3.3.13. Время установления показаний определяют путем отсчета с помощью секундомера промежутка времени, в течении которого откло­нение измеренной величины импеданса от измеряемой входной величины усванавливается в пределах основной погрешности. Оно не должно превышать 3 с.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гусев, В.Г. Получение информации о параметрах и характеристиках организма и физические методы воздействия на него: Учебное пособие /В. Г. Гусев, - М.: Машиностроение, 2004. – 597с.

2. Устюжанин В.А. Технические средства в системе здравоохранения: Учебное пособие. Часть 1./ В. А. Устюжанин.- Чита: ЧитГУ,2004.-186с.

3. Яковлева И.В. Методические указания по выполнению курсовой работы / И.В.Яковлева.-Чита:ЧитгУ,2007.-16с.

4. ГОСТ 12.2.025-76.ССБТ.Изделия медицинской техники. Электробезопасность. Общие технические требования и методы испытаний.- Введен 1976-12-30.-М.:Издательство стандартов,1977.-29с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1