Инструментальный усилитель (ИУ).

Рис. 7. Входной каскад

Основные соотношения для входного каскада (А1, А2):

где:

Основные соотношения для выходного каскада (А3):

Коэффициент усиления второй ступени:

Включение интегратора (А5, с постоянной времени T₁=Rint ´ Cint) в ОС ИУ каскада приводит к тому, что его передаточная функция представляет ФВЧ первого порядка:

АЧХ такого каскада
(ФВЧ 1-го прядка для Т1=3, 2 сек, f1=0, 05 Гц)

Рис. 8. АЧХ фильтра высоких частот

Передаточная функция выходного каскада ЭКГ канала (рис. 9):

где k=200; T2=0, 0016 сек.

Рис. 9. Выходной каскад

АЧХ этого каскада (рис. 9)
(ФНЧ 1-го порядка, T2=0, 0016 сек, f2=100 Гц )

Рис. 10. АЧХ фильтра низких частот

АЧХ всего тракта запишется так:

Рис. 11. АЧХ всего канала электрокардиографа

Кардиограф DIXION ECG-1001a

Кабель отведений пациента

PCSGU250 USB Осциллограф-генератор

Согласующее устройство

Задняя и передняя панель соответственно.

Схема установки.

Схемы для проверки параметров кардиографа

Схема согласующего устройства для проверки диапазона регистрируемых сигналов, погрешности чувствительности, погрешности измерения напряжения, погрешности измерения интервалов времени, погрешности скорости движения, погрешности калибровочного сигнала, постоянной времени, АЧХ

Условные обозначения элементов схемы и их номинальные значения:

G1 – генератор сигналов специальной формы;

G2 – генератор импульсов прямоугольной формы;

R1 – 51 кОм ±5%;

R2– 100 кОм ±0, 1%;

R3– 100 Ом ±0, 1%;

R4– 51 Ом ±5%;

R5 – выбирают для получения напряжения на R4±(300 мВ±10%) в зависимости от напряжения источника;

R8 - 100 Ом ±5%;

C1 – 47 нФ ±10%;

Z1 - параллельно соединенные R1 и C1;

Z2 - параллельно соединенные R6 и C2;

U – источник постоянного напряжения, обеспечивающий напряжение на R4±(300±10%).

Порядок выполнения работы

Под контролем лаборанта собрать схему установки.

Перед проверкой основных параметров прибор подвергают испытанию на допустимые перегрузки по входному напряжению в каждом регистрирующем канале гармоническим сигналом размахом 1В ÷ 5% и частотой 50 Гц±5%, приложенным между отводящими электродами в течении времени не менее 10 с. Фильтры должны быть выключены. Испытания не должны приводить к повреждению пишущего механизма или электрической схемы прибора.

Установить скорость протяжки ленты 25 мм/с (в меню кардиографа). Это означает, что при расшифровке записей одному миллиметру вдоль ленты соответствует время t = 1/25 = 0, 04 с/мм.

1.Выполнить проверку относительной погрешности установки чувствительности подавая на вход прибора прямоугольный сигнал 5 Hz ±5% и амплитудой 1 V ±2% и изменяя усиление (20, 10, 5).

Для этого:

· Из библиотеки сигналов (кнопка More Function) выбрать прямоугольный сигнал, CardTest01_05_1(0, 33Hz), изображенный на рис.12.3 и задаём частоту 0, 33 Hz.

· На панели генератора установить амплитуду сигнала 2 V.

· На кардиографе выбрать чувствительность равной 5mm/mV кнопкой SENS. Возможны следующие уровни чувствительности: × 1 (10mm/mV) → × 2 (20mm/mV) → AGC→ · 25 (2.5mm/mV)→ · 5 (5mm/mV)).

· Запустить сигнал кнопкой RUN.

· Повторить всё, установив амплитуду 1V, и чувствительность 10mm/mV. А затем задать амплитуду 0, 5V и чувствительность 20mm/mV.

· С помощью линейки и циркуля измеряем отклонение амплитуды, допустимы отклонение ±5%.

· Заносим результаты в таблицу.

2.Проверку неравномерности АЧХ проводить подачей на вход прибора гармонического сигнала в соответствие со схемой 7.1.

Неравномерность АЧХ в процентах вычисляют по формуле: δ ₁= *100,

где h_о- размер размаха изображения синусоиды на записи на опорной частоте 10 Гц, мм.

h_max - размер размаха изображения синусоиды на записи максимально отличающегося от h_о в положительную или отрицательную стороны, мм.

Для проверки АЧХ погрешности измерения напряжения рекомендуется использовать комплексные испытательные сигналы генератора PCSGU-250, представленные на Рис.12. (1 и 2 сигнал)

Для этого:

· Из библиотеки сигналов выбрать сигнал, CardTest10_20_30_40_50_60_75_100(0, 5Hz).

· Установить частоту 0, 5 Hz и амплитуду 2V.

· На кардиографе устанавливаем чувствительность 10mm/mV.

· Записываем сигнал.

· С помощью линейки и циркуля измеряем h_о (для 10 Hz пачки сигналов)и h_max ₁(для 60 Hz пачки сигналов) и h_max₂(для 75 Hz пачки сигналов.

· Результаты вносим в таблицу.

· Проводим расчет по формуле для 60 и 75 Hz сигналов.

· Повторяем все действия для сигнала CardTest05_2_10_25(0, 25Hz), установив амплитуду 2V, частоту 0, 25 Hz.

· Измеряем h_о для пачки сигналов 0, 5 Hz и h_max для пачки сигналов 10 и 25Hz, h_max₁(для 10 Hz) и h_max₂(для 25 Hz)

· Результаты вносим в таблицу.

Отклонения АЧХ допустимы следующие: в первом сигнале для пачки 60Гц " -10%", для пачки 75Гц - " 30%". Во втором сигнале ±5%.

Рис.12. Комплексные испытательные сигналы, используемые при поверке электрокардиографов.

3.Проверку постоянной времени провести в каждом канале при чувствительности 5мм/мВ подачей на вход прибора сигнала прямоугольной формы размахом 4мВ±3% длительностью менее 5 с. Постоянную времени определить по записи как время затухания сигнала до уровня 0, 37согласно чертежу без учета выбросов.

Изображение переходной характеристики на записи для каждого канала должно быть монотонным, обращенным в сторону нулевой линии.

· Выбираем прямоугольный сигнал с размахом 4мВ.

· Устанавливаем чувствительность на кардиографе 5мм/мВ.

· Записываем сигнал.

· С помощью линейки измеряем максимальную амплитуду (А), затем проводим горизонтальную линию на уровне 0, 37А до пересечения с линией сигнала, и измеряем τ как показано на рисунке ниже.

Таблица результатов при измерении погрешности чувствительности

Чувствительность	5mm/mV	10mm/mV	20mm/mV
Амплитуда	2V	1V	0, 5V
Отклонение ампл.

Таблица результатов при проверне неравномерности АЧХ

	h_о	h_max₁	h_max₂
δ ₁(1 сигнал)
δ ₁(2 сигнал)

Таблица результатов при проверне постоянной времени

Выводы:

⇐ Предыдущая 1 23