Экспериментальная часть

1. Стенд для измерения сопротивления тела человека

И

сследование электрического сопротивления тела человека осу­ществляется на лабораторном стенде, общая схема которого приведена на рис. 2. В состав стенда входят генератор напряжения U_h(t), измеритель тока I_h и две пары электродов площадьюS₁иS₂.

Рис. 2. Общая схема лабораторного стенда

Сопротивление тела человека (модуль его комплексного сопротив­ления) определяется по формуле z_h= |Z_h| =U_h/I_h.

2. Порядок выполнения работы

Порядок и особенности выполнения экспериментальных исследо­ваний приведены в материалах лабораторного стенда.

Экспериментальные и расчетные данные для переменного и посто­янного тока следует занести соответственно в табл. 3 и 4, где I_o – пока­зания микроамперметра, М – выбранный масштаб измерения тока. При этом ток I_h= МI_o. В данном стенде независимо от установленной час­тоты f переменного синусоидального тока U_h = 1 В.

Таблица 3

Частота, Гц	S1= … см2			S2 = … см2
	M	Io, мкА	zh, кОм	M	Io, мкА	zh, кОм
10
…
90 000

При заполнении табл. 3 следует использовать все значения частот f из ряда: 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10000, 20000, 50000, 90000 Гц.

Таблица 4

Uh, B	M	Io, мкА	Rh , кОм
1
…
11

При заполнении табл. 4 используются данные измерений для площади электродов s2 и все значения напряжений Uh от 1 до 11 в.

На основе значений параметров U_h, М и I_o вычисляются значения сопротивлений тела человека переменному току z_h и постоянному току R_h как отношение напряжения U_h к току I_h= МI_o.

3. Обработка экспериментальных данных

Для всех значений частоты f и площади электродов S₁ и S₂, указанных в табл. 3, рассчитать сопротивление тела человека переменному току z_h = |Z_h| по формуле z_h = 10³ U_h /(М I_o), кОм, где U_h=1 В, I_o - значения тока в микроамперах.

Для всех значений напряжений U_h, указанных в табл. 4, рассчитать сопротивление тела человека постоянному току по формуле

R_h = 10³ U_h /(МI_o), кОм, где U_h, I_o - значения напряжения в вольтах и тока в микро­амперах.

4. Порядок расчета параметров эквивалентной схемы

сопротивления тела человека

1. Из табл. 4 при U_h = 1 В находится сопротивление тела человека постоянному току R_h. Из эквивалентной схемы рис. 1 следует, что при постоянном токе в установившемся режиме R_h = 2R_Н+R_ВН, так как в этом случае емкости С_Н не оказывают влияние на ток I_h.

2. Из табл. 3 для площади электродов S₂ определяется сопротивле­ние z_h = z_hв на верхней частоте f_В = 90 кГц. Полагая, что при f_В = 90 кГц, емкостное сопротивление Х_НВ << R_ВН, принимаем R_ВН = z_hв.

3. На основе полученных в пп. 1 и 2 значений R_h и R_ВН, определя­ется сопротивление R_Н наружного слоя кожи по формуле R_Н = (R_h – R_ВН)/2.

4. Значение емкости С_н с точностью, достаточной для приближен­ной оценки, можно определить по следующей методике.

4.1. Вычисляется промежуточный параметр z_сг = (R_hR_вн)^0,5_,

где z_сг , R_h и R_вн имеют размерность кОм.

4.2. Из табл. 3 для площади электродов S₂ выписывается ближай­шее к величине z_сг значение сопротивления z_h = z_hf и соответствующая ему частота f.

4.3. Определяется значение емкости

,

где С_н имеет размерность мкФ; R_h , z_hf и R_вн – кОм; f – кГц.

4.4. На частоте f_в = 90 кГц вычисляется емкост­ное сопротивление Х_нв= 1/(2πf_вC_н), где Х_нв имеет размерность кОм; f – кГц; С_н – мкФ.