
- •Введение
- •Теоретические основы. Импеданс биологических тканей.
- •3. Устройство и принцип действия реографа.
- •3.1 Принципиальная электрическая схема реографа.
- •3.1. Устройство измерительного моста
- •3.3. Измерение общего сопротивления биообъекта
- •3.4. Получение реограммы биообъекта
- •3.5. Чувствительность. Калибровка
- •3.6. Дифференциальная реограмма. Дифференциатор
- •3.7. Защита от посторонних помех
- •3.8. Органы управления реографом
- •4.Практическая часть.
- •4.1. Многоканальные реографы
- •Порядок выполнения работы
3.1. Устройство измерительного моста
Измерительная
часть реографа собрана по схеме "моста",
в одно из плеч которого включен исследуемый
объект (1) с
наложенными на него электродами (2) (рис.
6). В другие плечи моста включены переменное
сопротивление (потенциометр) (4),
а также два одинаковых сопротивления
компенсации (5), (6)
.
Переменное напряжение
частоты
порядка 100 кГц (точное значение частоты
определяется студентами в лабораторной
работе) подаются на генератора (3) на
одну из диагоналей моста А-А (рис.
6). Выходное напряжение измерителя
снимается с другой диагонали Б-Б и
направляется в демодулятор (7),
на выходе которого находится индикатор
тока - микроамперметр (8) (рис.
6).
3.3. Измерение общего сопротивления биообъекта
Напомним,
что при используемых в реографе частотах
переменного тока емкостное сопротивление
биообъекта мало, и полный импеданс
приближенно равен активной составляющей
сопротивления R.
В случае, если с помощью
потенциометра (4) установить ,
мост "уравновешен", и напряжение
на выходе измерителя и
демодулятора (7)отсутствует,
что и регистрируется индикатором (8).
Такого баланса моста обычно и добиваются
в начале работы с реографом. По шкале
потенциометра (4) при
этом определяют сопротивление
биообъекта
.
Отметим, что вместо биообъекта в
измерительную цепь моста может быть
включено (с помощью переключателя (10))
эквивалентное переменное сопротивление (9)
,
которое можно подобрать равным
,
так что
3.4. Получение реограммы биообъекта
В
случае, когда сопротивление
биообъекта R слабо
и медленно (например, с частотой сердечных
сокращений) изменяется во времени (рис.
7, а),
высокочастотное напряжение генератора
(рис. 7, б)
на выходе измерителя (рис.
7, в)
оказывается уже не равным нулю, а
модулированным значением
.
Демодулятор (7),
представляющий собой выпрямитель на
диодах, выделяет медленно изменяющуюся
часть ("огибающую") этого
сигнала
(рис.
7, г),
прямо пропорциональную
изменениям
сопротивления
биообъекта:
. (6)
Это
напряжение обычно бывает, однако, очень
мало и не может быть непосредственно
зарегистрировано индикатором (8) или
регистратором. Поэтому напряжение подается
вначале на усилитель. Усиленное
напряжение
(рис.
7,д)
,
то есть
, (7)
поступает с выхода реографа на регистратор Рег (1) (рис. 5), где наблюдается реограмма (рис. 7, е)
, (8)
, (9)
где - величина
смещения шкалы регистратора (например,
пера электрокардиографа, луча осциллоскопа
и т.д.). График зависимости
,
прямо пропорциональный изменениям
сопротивления биообъекта
,
и представляет собой реограмму.
3.5. Чувствительность. Калибровка
В формуле (7) величина
|
, |
(10) |
равная
отношению напряжения на выходе
реографа к
вызывающему его изменению сопротивления
исследуемого объекта
,
называется чувствительностью
реографа.
Чувствительность реографа 4ЗГ-1М имеет
порядок k ~ 10
мВ/Ом (точное значение чувствительности
определяется студентами в лабораторной
работе).
Учитывая, что чувствительность регистратора
|
(11) |
(- изменение
напряжения на входе регистратора) обычно
составляет величину порядка q ~ 5
мм/мВ и более, получаем, что полная
чувствительность комплекса
"реограф- регистратор"
|
(12) |
(см.
формулы (8), (9) - величины порядка р ~ 50
мм/Ом, то есть такой измерительный
комплекс легко регистрирует изменения
сопротивления до ~ 0,02
Ом (при этом
1
мм).
Для
определения чувствительности реографа k в
конструкции прибора 4РГ,1М предусмотрен
калибратор Кал (рис. 5). При включении
калибратора на выходе реографа появляются
калибровочные импульсы напряжения
длительностью 0,05 с.
Их амплитуда такая же, как у напряжения
сигнала, появляющегося на выходе реографа
при изменении сопротивления исследуемого
объекта на =
0,1 Ом (или
=
0,05 Ом - в другом положении
калибратора). Измеряя это
напряжение
(например,
с помощью осциллографа), можно по формуле
(10) определить чувствительность
реографа k.
Измеряя соответствующее отклонение
шкалы регистратора
,
по формуле (12) можно определить полную
чувствительность комплекса р.