|
5.7. Тиббий–биологик ахборот датчиклари
Кўпгина тиббий–биологик характеристикаларни электродлар билан
«олиб» бўлмайди, чунки улар биоэлектрик сигналларда акс эттирилмайди:
кон босими, температура, юрак товушлари ва ҳоказо. Айрим ҳолларда
тиббий–биологик ахборот электр сигнал билан боғланган бўлади, бироқ унга ноэлектрик катталик сифатида ёндошиш қулайроқдир, масалан, пульслар. Бу ҳолларда датчиклардан фойдаланишади (ўлчов ўзгартирувчилар). Ўлчанувчи ёки текширилувчи катталикни узатиш бундан кейин ўзгартириш ёки қайд килиш учун қулай бўлган сигналга; айлантирувчи тузилма датчик деб айтилади. Ўлчанувчи катталик келтириб уланган, яъни ўлчов занжиридаги биринчи датчик–бирламчи дейилади.
Тиббиёт электроника учун фақат ўлчанувчи ёки текширилувчи
ноэлектрик катталикларни электр сигналга айлантирувчи датчиклар
кўриб чикилади.
Бошқа хилдагиларга қараганда электр сигналдан фойдаланиш энг
қулайдир, чунки электрон тузилмалар уни нисбатан мураккаб бўлмаган
ҳолда кучайтириб бериш, масофага узатиш ва қайд килиш имконини
беради.
Генераторли ва параметрик датчиклар мавжуд. Ўлчанувчи сигнал таъсирида бевосита кучланишни ёки токни генерациялайдиган датчиклар–
генераторли датчиклар дейилади. Бундай датчикларнинг баъзи турларини ва улар асосидаги ҳодисаларни кўрсатамиз. 1) пьезоэлектрик датчиклар –пьезоэлектр эффекти; 2) термоэлектрик датчиклар термоэлктр ҳодисаси; 3) индукцион датчиклар электромагнит индукция; 4) фотоэлектрик датчиклар фотоэффект ҳодисаларга асослангандир.
Параметрик датчиклар – шундай датчикларки, уларда ўлчанувчи
сигнал таъсирида бирорта параметр ўзгаради. Бундай датчикларнинг
баъзиларини ва улар ёрдамида ўлчанувчи параметрни кўрсатамиз: 1) сиғимли датчик–сиғим; 2) реостатли датчик – омик каршилик;
3) индуктивли датчик – индуктивлик ёки ўзаро индуктивлик ўлчайди.
Ахборотни ташувчи энергияга кўра датчиклар: механик, акустик,
температура, электрик, оптик ва бошқа датчикларга бўлинади. Баъзи
ҳолларда датчикларга ўлчанувчи катталик бўйича ном берилади, масалан,
босим датчиги, тензометрик датчик (тензо–датчик) кўчишни ёки
деформацияни ўлчайди ва ҳоказо.
Кўрсатиб ўтилган датчикларнинг мумкин бўлган тиббий–биологик
қўлланишларини келтирамиз (5.1–жадвал).
5.1–жадвал
Датчик
|
Механик
|
Акустнк
|
Оптик
|
Темпера–
туралн
|
Пьезоэлектрик
|
АБ
|
ФКГ
|
|
—
|
Термоэлектрик
|
—
|
—,
|
—
|
Т
|
Идукцион
|
БКГ
|
ФКГ
|
—
|
—
|
Фотоэлектрик
|
—
|
—
|
огг
|
—
|
Сяғимли
|
ФКГ
|
—
|
—
|
—
|
Реостатли
|
АБ, БКГ
|
—
|
—
|
Т
|
Иидуктв
|
МИБ
|
—
|
—
|
—
|
Белгилар: АБ – қоннинг артериал босими, Б.К.Г. – баллистокардиорамма,
Ф.К.Г.– фонокардиограмма, ОГГ – оксигемография, Т – температура, МИБ –
меъдаичак йулидаги босим.
Датчик чиқиш катталиги уни кириш катталиги X га функцианал
боғланишини ифодалайдиган ўзгартирувчи функция билан ха–
рактерланади, у аналигик ифода У=f(Х) билан ёки графикда тасвирлайди.
Энг содда ва қулай ҳол, У=kХ тўғри пропорционаллик боғланиш
хисобланади.
Кириш катталигининг ўзгариши чиқиш катталигига қанчалик таъсир
этиши – датчикнинг сезгирлиги кўрсатади.
Z=Y/X
У датчикнинг турига караб мм га Ом билан (Ом/мм), Кельвинга
милливольт (мВ/К) билан ўлчанади ва ҳоказо.
Датчиклар кетма–кет тўпламининг сезгирлиги, барча датчиклар
сезгирликларининг кўпайтмасига тенг. Датчикларнинг вактий ха–
рактеристикалари ҳам аҳамиятга эгадир. Аналитик равшпда, бундай хусусият датчик сезгирлигининг – кириш катталиги тезлигига ёки X
гармоник конун бўйнча ўзгарганда, частотага боғлик бўлишига олиб келади.
Датчиклар билан ишлашда уларнинг ўзига хос бўлган хатоликларини
хисобга олиш лозим. Хатоликларга олиб келувчи сабаблар: 1) ўзгартирувчи функциянинг температурага боғлиқлиги; 2) гистеризис –
датчиқда қайтмас процесслар натижасида рўй берадиган кириш
катталигининг секин ўзгаришлари, ҳамда V ни X дан кечикиши; 3) ўзгартирувчи функциянинг вакт бўйича доимий бўлмаслиги. 4) кўрсатишни ўзгаришига олиб келадиган датчикнинг биологик системага
тескари таъсири; 5) датчикнинг инертлиги (унинг вақтий
характеристикаларини ҳисобга олмаслик) ва бошкалар.
Тиббиётда ишлатиладиган датчикларнинг конструкцияси жуда хилма–
хилдир, оддийлардан (терможуфт типидаги), то мураккаб датчикларигачадир. Мисол сифатида энг оддий–нафас олиш датчги–
реостатли (резистивли) датчикни баён этамиз.
5.12-расм
Бу датчик (5.12–расм) резина найча — 1 кўринишида килинган: бўлиб, у кўмир кукуни – 2 билан тўлдирилган. Трубканинг кесилган жойларига электродлар 3 бириктирилган. Кўмир орқали ташқи манба 4 дан ток ўтказиш мумкин. Трубка чўзилганида узунлиги ортади ва кўмир устунининг кўндаланг кесими қуйидаги формула бўйича камаяди:
R=pI/S
бу ерда р – кўмир кукунининг солиштирма қаршилиги. Шундай қилиб,
агар трубка билан кўкрак қафаси боғланса ёки одатда қилинадигандек
трубканинг учларига тасмани бирлаштирилса ва кўкрак қафасини ўраб
олинса, нафас олишда трубка чўзилади, нафас чиқаришда сиқилади.
Занжирда ток кучи нафас олиш частотасига кўра ўзгаради, буни эса
мўлжалланган ўлчов схемасини қўллаб ёзиб бориш мумкин.
Хулоса қилиб айтганда датчиклар биологик системалар рецеп–
торларининг техникавий ўхшашидир.
Do'stlaringiz bilan baham: |
