Медицинская энциклопедия - датчики
Датчики
Датчики (в медицине) — специальные технические устройства, преобразующие одни физические явления в другие в эквивалентных величинах.
В медицине и биологии чаще применяют датчики, преобразующие механическое смещение, интенсивность света, температуру и другие физические величины в электрические сигналы. Датчики обычно малого размера, небольшого веса, дают возможность вести телеметрические наблюдения и регистрацию, позволяют измерять малые и быстро меняющиеся величины. Все датчики по конструкции и принципу преобразования входного сигнала в электрический делятся на динамические и статические.
Рис. 1. Термопара (1) и термобатарея (2) |
Рис. 2. Схема электродинамического датчика: 1 — тяга; 2 — подвижный магнит; 3 — индукционная катушка; 4— управляющая пружина. Рис. 3. Схема емкостного датчика Хансена: 1 — выходной кабель; 2— изоляция; 3 — неподвижная пластина конденсатора; 4 — подвижная пластина конденсатора; 5— место приложения давления |
Рис. 4. Схема механоэлектронного датчика (механотрон): 1 — гибкая металлическая диафрагма; 2 — стержень; 3— подвижный анод; 4 — сетка; 5 — катод; 6 — металлическая оболочка, соединенная с анодом. Рис. 5. Схема фотоэлектрического датчика: 1 — фотокатод; 2 — анод |
Среди динамических датчиков широко используются пьезоэлектрические и электродинамические. Пьезоэлектрические датчики используют для регистрации различных процессов, связанных с перемещением и вибрацией частей тела (пневмография, пульсография, механокардиография, сфигмография). К динамическим датчикам относится и термопара, используемая для измерения температуры органов и тканей (рис. 1).
Электродинамические датчики (рис. 2) используют для регистрации различного рода перемещений частей тела (баллистокардиография, динамокардиография).
Статические датчики, в отличие от динамических, имеют внешний источник питания. Являясь управляемым элементом электрической цепи, они преобразовывают незначительное воздействие от объекта в большой выходной электрический сигнал. Управляемыми элементами схемы могут быть сопротивление, индуктивность и емкость. В соответствии с этим различают датчики резисторные (омические), индуктивные и емкостные.
К омическим датчикам относятся угольный микрофон; тензометр для регистрации напряжений; термистор для регистрации температуры. В устройстве последнего использован принцип изменения сопротивления окислов некоторых тяжелых металлов при перемене температуры, что позволяет определять ее с высокой степенью точности.
Чаще всего используют емкостные датчики, обладающие высокой чувствительностью к различного рода перемещениям и работающие на изменении емкости конденсатора при изменении расстояния между его пластинами. Ими пользуются для регистрации различных перемещений, возникающих в органах и тканях,— перемещения конечностей, движения крови по сосудам, кровяного давления (рис. 3).
К особым видам датчиков относятся механоэлектронный — механотрон (рис. 4) и оптикоэлектронный — фотоэлектрический (рис. 5), основанные на изменении плотности потока электронов между электродами электронной лампы или транзистора. В механотронах это достигается изменением расстояний между подвижным анодом и катодом. Они очень чувствительны и используются для регистрации механических колебаний очень малой амплитуды (пульсация клеток, колебания стенок капилляров). В качестве фотоэлектрического датчика используют фототранзистор или фотоэлемент, регистрирующий изменения плотности светового потока, исходящего от объекта или проходящего через него (фотометрия различных тканей при их гистологическом исследовании, оксигемометрия — определение насыщения крови кислородом).
Вопрос-ответ:
Самые популярные термины
1 | 16514 | |
2 | 13786 | |
3 | 11660 | |
4 | 10148 | |
5 | 9297 | |
6 | 8763 | |
7 | 8078 | |
8 | 7743 | |
9 | 7297 | |
10 | 7261 | |
11 | 6545 | |
12 | 6525 | |
13 | 6435 | |
14 | 6342 | |
15 | 5885 | |
16 | 5547 | |
17 | 5387 | |
18 | 5136 | |
19 | 4964 | |
20 | 4960 |