- •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.