кривой контура (рис. 2.1.8). В этом случае достигается максимальная точность измерения перемещений исследуемого объекта в обоих направлениях. Рис. 2.1.8. Резонансная кривая LC-контура с датчиком. Сигнал с выхода LC-контура детектируется, суммируется с добавочным напряжением, задающим значение нулевого уровня и далее поступает на вход АЦП для последующего ввода в ЭВМ и автоматической обработки. Он обеспечивает широкий диапазон частот регистрируемого тремора и полную обработку информации. В процессе выполнения наших исследований непроизвольных движений (тремора) было установлено, что использование датчиков токовихревого типа совместно с разработанным АК гарантирует достаточно высокую точность измерений. При этом система фиксирует абсолютную величину перемещения с точностью менее 0,1 мм (до 0,01 мм) исследуемого объекта и, следовательно, форму кинематограммы. Однако линейный диапазон датчиков токовихревого типа в терминах длины составлял не более 4 мм, и для гарантии достоверности измерений необходимо удерживать объект исследования в этом диапазоне. Легко видеть, что это вносит субъективный фактор в исследование. Он обеспечивает широкий диапазон частот регистрируемого тремора и полную обработку информации. Для расширения диапазона измерения амплитуды произвольных и непроизвольных движений был разработан дифференциальный токовихревой 77 |
Была изготовлена серия датчиков в количестве 10 штук, проведены измерения характеристик. Результаты приведены на рис. 2.6. Как было только что отмечено, определение значения изменения индуктивности катушки (соответствующее расстоянию от ответной пластины до датчика) с высокой точностью осуществляется при включении катушки (датчика) в резонансный контур (схема электрическая принципиальная 4канального усилителя для токовихревых датчиков приведена в приложении 1 ). В качестве резонансного контура используется параллельный LC-контур, включенный в цепь нагрузки усилителя на биполярном транзисторе. На вход этого усилителя подается сигнал прямоугольной формы с частотой 5 мГц. LCконтур настраивается таким образом, что значение собственной резонансной частоты контура отличается от значения тактовой частоты; при этом среднему положению ферромагнитной пластины должно соответствовать положение рабочей точки, соответствующее середине линейного участка резонансной кривой контура (рис. 2.7). В этом случае достигается максимальная точность измерения перемещений исследуемого объекта в обоих направлениях [36]. Рис. 2.7. Резонансная кривая LC-контура с датчиком (X расстояние между датчиком и пластиной, U напряжение LC-контура). 45 Сигнал с выхода LC-контура детектируется, суммируется с добавочным напряжением, задающим значение нулевого уровня и далее поступает на вход АЦП для последующего ввода в ЭВМ и автоматической обработки. Генератор тактовых импульсов выполнен на 2-х элементах «И-НЕ» (ИС K155JIA3). С целью стабилизации тактовой частоты используется кварцевый резонатор на 5 мГц, включенный в цепь положительной обратной связи первого элемента «И-НЕ». Расстояние от пластины до поверхности датчика пропорционально разности частот кварцевого генератора и собственной частоты соответствующего колебательного контура, в цепь которого включен датчик. Каждый канал четырехканального преобразователя сигналов токовихревых датчиков, содержит свой усилитель на биполярном транзисторе, свой LC-контур и усилитель постоянного тока. Таким образом схема может отслеживать микроперемещения по четырем каналам одновременно, что позволяет организовать сложные комплексы съема информации. Блок преобразователей конструктивно выполнен в отдельном корпусе со своим источником питания от электрической сети. По степени защиты от поражения электрическим током блок преобразователей относится к типу Н (электромедицинское изделие с нормальной степенью защиты, которая эквивалентна защите бытовых приборов). По способу дополнительной защиты от поражения током питающей сети блок преобразователей относится к классу 0 1 (имеется клемма для подключения к внешнему заземляющему устройству). Блок АЦП служит для ввода данных, полученных из измерительного комплекса в ЭВМ и представляет собой модуль, встраиваемый в персональный компьютер в качестве платы расширения [28]. Съём входной информации происходит в виде определенных переменных напряжений Uj, где i номер канала (i = 1,..4) и ввода этой информации в виде цифровых кодов в ЭВМ. Это позволяет в непрерывном режиме получать и обрабатывать данные о состоянии 46 2.3. РАСШИРЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ. В процессе выполнения наших исследований непроизвольных движений (тремора) было установлено, что использование датчиков токовихревого типа совместно с разработанным АК гарантирует достаточно высокую точность измерений. При этом система фиксирует абсолютную величину перемещения с точностью менее 0 , 1 мм (до 0 , 0 1 мм) исследуемого объекта и, следовательно, форму кинематограммы. Однако линейный диапазон датчиков токовихревого типа в терминах длины составлял не более 4 мм (см. 2.2, рис. 2.6), и для гарантии достоверности измерений необходимо удерживать объект исследования в этом диапазоне. Легко видеть, что это вносит субъективный фактор в исследование. Для расширения диапазона измерения амплитуды произвольных и непроизвольных движений был разработан дифференциальный токовихревой датчик (ДТВД). Принцип его работы заключается в использовании сигналов от двух датчиков, между которыми и помещается исследуемый объект для измерения его микроперемещений. Устройство для регистрации высокоамплитудных треморограмм конечностей (см. рис. 2 .1 0 ) содержит специальный дифференциальный токовихревой датчик перемещений, который состоит из двух токовихревых датчиков 1 , размещенных осесимметрично, в зазор между которыми помещается ответная пластина 5, усилителей 2, сумматора 3 и устройства ввода в ЭВМ 4. Программный комплекс обрабатывает информацию о положении ответной пластины 5, зафиксированной на пальце пациента 6 . Такое многоканальное устройство для регистрации треморограмм работает в двух режимах. В первом случае оно измеряет движение объекта (палец пациента с ответной пластиной) относительно некоторого положения 52 |