Резонанс в Электрической Цепи

Датчики медико-биологической информации. Генераторные и параметрические датчики. Чувствительность датчиков.

Датчиком называют устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи, дальнейшего преобразования или регистрации. Датчик, к которому подведена измеряемая величина, т.е. первый в измерительной цепи, называется первичным.

В медицине рассматриваются датчики, которые изменяют неэлектрическую величину в электрический сигнал. (использование электросигналов предпочтительнее, т.к. электронные устройства позволяют усиливать их, передавать на расстояния и регистрировать)

Генераторные датчики под воздействием измеряемого сигнала генерируют напряжение или ток. Типы генераторных датчиков :

- пьезоэлектрические (основаны на пьезоэффекте)

- термоэлектрические (термоэлектричество – явление, возникновения ЭДС в электроцепи, состоящей из последовательно соединенных разнородных проводников, имеющих различную температуру спаев)

- Индукционные

- фотоэлектрические (фотоэффект)

Параметрические датчики под действием измеряемого сигнала изменяют какой-либо свой параметр. Типы:

- емкостные

- реостатные

- индуктивные.

В зависимости от видов энергии различают: механические, акустические, температурные, электрические, оптические и др.

Датчик характеризуется функцией преобразования – функциональной зависимостью выходной величины у от х, которая имеет зависимость у=f(x)

Чувствительность датчика показывает, в какой мере выходная энергия реагирует на изменение входной:

Z=Δy/Δx

42. Понятие об аналоговых, дискретных и комбинативных регистрирующих устройствах. Устройства отображения. Медицинское применение регистрирующих и отображающих устройств.

Под устройствами отображения понимают устройства, которые временно представляют информацию, при появлении новой информации прежняя бесследно исчезает. Примеры: стрелочные приборы (амперметр, вольтметр и др.) Медико-биологическое значение: электротермометр сопротивления, частотометр пульса и др.

Регистрирующие устройства фиксируют информацию на каком-либо носителе.

Устройства подразделяются на аналоговые, дискретные и комбинативные.

В медицине используются такие способы регистрации информации на носителе:

-нанесение слоя вещества

-изменение состояния вещества

-снятие слоя вещества

Комбинативные: электронно-лучевые трубки (могут отображать информацию в аналоговой форме и в дискретной (числа, цифры).

43. Амплитудная характеристика усилителей. Нелинейные искажения.

Простейшая схема усилителя на транзисторе.

Усиление эл колебаний можно осуществить с помощью транзистора. Источник усиливаемых колебаний включается последовательно в цепь эмиттера. Колебания в цепи эмиттер-база обуславливают аналогичные по форма, но увеличенные по амплитуде колебания тока в цепи коллектора. В цепь коллектора включается нагрузочное сопротивление , с которого(через разделительный конденсатор )снимается усиленное напряжение

Коэффициент усиления-отношение амплитудного значения переменного напряжения на выходе к напряжению на входе.

Для усиления сигнала до требуемой величины применяют цепи с неск транзисторами-многокаскадные усилители. Тогда

Часто в схемах часть энергии выходного сигнала подается на вход схемы-получается усилитель с обратной связью. ОС снижает искажения, ослабляет внутренние помехи.

Зависимость KI от частоты усиливаемых колебаний – частотная хар-ка усилителя, изображают графиком KI в пределах почти неизменен и максимален – полоса пропускания.

Нелинейные(амплитудные) зависимость имеет линейный вид в ограниченной области. Если входной гармонический сигнал выйдет за эти пределы, то выходной сигнал уже не будет гармоническим

44. Частотная (амплитудно-частотная) характеристика усилителей. Линейные искажения. Полоса пропускания усилителей.

Простейшая схема усилителя на транзисторе.

Частотные(линейные) возникают при выходе за пределы усиленный сигнал не будет гармоничен усиливаемому.

k=const – частотная характеристика.

Диапазон частот ωя – ω4 – полоса пропускания усилителей. Ждя расширения полосы пропускания приходится усложнять усилительные схемы.

Для усиления звука хватает полосы 60 Гц-15кГц

45. Основные компонента аппарата УВЧ. Терапевтический контур, его назначение. Резонанс электрических сигналов. Частота, на которой работают отечественные аппараты УВЧ.

Сама по себе УВЧ-терапия - это метод электролечения, основанный на воздействии на организм больного преимущественно ультравысокочастотного электромагнитного поля. При проведении лечебной процедуры участок тела, подвергаемый воздействию электронному полю УВЧ, помещают между двумя конденсаторными пластинами-электродами таким образом, чтобы между телом больного и электродами имелся воздушный зазор, величина которого не должна меняться в течение всей процедуры. Физическое действие электронного поля УВЧ заключается в активном поглощении энергии поля тканями и преобразовании ее в тепловую энергию.

В нашей стране используют частоты 40 MГц

Все аппараты для УВЧ-терапии представляют собой генераторы электрических колебаний УВЧ. В целях повышения электробезопасности в схеме аппаратов предусмотрены технический и
терапевтический (или контур пациента) колебательные контуры, связанные между собой индуктивно.
Во время работы аппарата технический и терапевтический колебательные контуры должны вручную или автоматически настраиваться в резонанс.

Резонанс в Электрической Цепи

Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора, конденсатора и катушки

Если к выводам этой электрической цепи приложить электрическое напряжение, изменяющееся по гармоническому закону с частотой w и амплитудой U_m, то в цепи возникнут вынужденные колебания силы тока с той же частотой и некоторой амплитудой I_m. Установим связь между амплитудами колебаний силы тока и напряжения. Во всех последовательно включенных элементах цепи изменение силы тока происходят одновременно, так как электромагнитные взаимодействия распространяются со скоростью света. Поэтому считаем, что колебания силы тока во всех элементах последовательной цепи происходят по закону:

Колебание напряжения на резисторе совпадает по фазе с колебаниями силы тока, колебание напряжения на конденсаторе отстает по фазе на ПИ/2 от колебания силы тока, а колебание напряжения на катушке опережает по фазе колебание силы тока на ПИ/2 .

Поэтому

Фаза колебаний полного напряжения равна (wt + ф).

Отсюда следует, что общее сопротивление при последовательном соединении будет равно:

Сила тока при резонансе зависит от величины активного сопротивления. Чем меньше R, тем острее резонанс. Резонанс наступает при условии X_L = Х_C. При последовательном соединении R, L, С при условии X_L = Х_C получается резонанс напряжения. Из условия

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 158; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!