Датчики.
Механические и электрические модели кровообращения. Ударный объем крови.
Капиллярные явления, их значение в биологии и медицине. Газовая эмболия.
Явление поднятия или опускания уровня жидкости в узких трубках в связи с действием дополнительного давленияназываетсякапиллярностью.Капиллярными свойствами обладает всякое пористое тело (фильтровальная бумага, сухой мел, разрыхленная почва). Пористые тела легко пропитываются смачивающими жидкостями и удерживают их. Для несмачивающих жидкостей, эти тела являются непроницаемыми.
Капиллярные явления имеют большое значение для жизни растений, т.к способствуют поднятию воды и питательных растворов из почвы вдоль ствола растений.
Пузырек газа, попавший в смачивающую жидкость, протекающую по узкой трубке, ограничен с обеих сторон менисками, под которыми образуется добавочное давление. Если жидкость неподвижна мениски имеют одинаковые радиусы добавочные движения под ними уравновешиваются. Если на жидкость действует внешнее давление р, то мениски деформируются и радиусы их изменятся. Добавочные давления под менисками уже не будут уравновешиваться и создадут разность давлений ,противодействующею давлению р и затрудняющую движение жидкости. Если пузырьков много то может произойти полная закупорка трубки.
,
,
Такие явления могут происходить в кровеносной системе человека. Попавшие в кровь пузырьки воздуха могут закупорить мелкий сосуд и нарушить кровоснабжение какого-либо органа. Это явление называется газовой эмболией, приводящее к серьезным функциональным расстройствам или даже к летальному исходу. Пузырьки воздуха не должны попадать в вены при внутривенных вливаниях.
Газовые пузырьки в крови могут появиться у водолазов при быстром подъеме с большой глубины на поверхность . у летчиков и космонавтов при разгерметизировании кабины или скафандра на большой высоте. Это обусловлено переходом газов крови из растворенного состояния в свободное – газообразное в результате понижения окружающего атмосферного давления.
Ударный объем крови - выброс крови сердцем за каждое сердечное сокращение.
- ударный объем крови, мл; - изменение электрического сопротивления тела человека во время систолы, Ом; - масса тела человека, граммы.
- сопротивление участка ткани; - его объем; - коэффициент пропорциональности, зависящий от свойства ткани, от эластичности кровеносных сосудов.
Датчики в качестве устройства съема информации используется тогда, когда необходимо снять мед-биол инф-ю неэлектрического характера.
Датчик – устр-во, преобразующее измеряемую физическую величину в электрический сигнал. Электрический сигнал используется потому, что электронные устройства позволяют сравнительно несложно усиливать их, передавать на расстояние и регистрировать.
По классификации подразделяются на:
1.генераторные;
2.параметрические.
Генераторные – это датчики, которые сами, под воздействием измеряемой физической величины, генерируют электросигнал.
1)Пьезоэлектрические (пьезодатчики) – основаны на пьезоэлектрическом эффекте.
2)Термодатчики (термоэлектрические) – термо-ЭДС (термоэлектричество).
3)Индукционные – основаны на действии ЭМ индукции.
4)Фотоэлектрические – действие основано на явлении внутреннего фотоэффекта.
Параметрические – это датчики, в которых под воздействием измеряемой физической величины изменяется какой-либо параметр.
1)Емкостные. Измеряемый параметр – емкость, .
2)Индуктивные. Измеряемый параметр – индуктивность, V.
3)Реостатные. Измеряемый параметр – омическое сопротивление, .
Характеристики датчиков:
1)Функция преобразования – функциональная зависимость выходной величины у от входной х.
2)Чувствительность датчика показывает, в какой мере выходная величина реагирует на изменение входной, .
3)Динамический диапазон – интервал изменения входящего сигнала, который может быть зарегистрирован без существенного…
4)Время реакции (τ) – миним время, необходимое для установления уровня зависимости . Т. к. физические процессы в датчиках не происходят мгновенно, это приводит к запаздыванию выходной величины по сравнению с изменением входной. Это приводит к зависимости чувствительности датчика от скорости изменения входной величины или от частоты при изменении х по гармоническому закону.
При работе с датчиками следует учитывать возможные специфические погрешности. Причинами погрешностей могут быть:
1)температурная зависимость функции преобразования.
2)запаздывание у от х даже при медленном изменении входной величины (х), происходящее в результате необратимых процессов в датчике.
3)непостоянство функции преобразования во времени.
4)обратное воздействие датчика на биологическую систему, приводящее к изменению показаний.
5)инерционность датчика (пренебрежение его временными показателями).