Котушка намотана на каркасі, діаметр каркаса – 5мм, довжина каркаса – 25мм, матеріал – фторопласт-4 ГОСТ 10007-80.
Осердя виготовлене з фериту М600НН (низькочастотний, нікель-цинковий ферит, початкова магнітна проникність 600, діапазон робочих температур від -40 до +250 оС). Ферит поставляється у вигляді стержнів діаметром 3,5мм довжиною 45мм. Отже для виготовлення котушок потрібно розрізати їх надвоє. Довжина осердя котушки становить 22мм.
Приймальна котушка та котушка збудження закріплена на спеціальному еластичному поясі, який в свою чергу закріплюється грудях пацієнта (перший канал) та на животі в епігастральній області (другий канал). Слід зауважити, що результати вимірювання не залежать від взаємного розміщення котушок (канали можуть мінятися місцями), також вимірювальні канали взаємно не впливають один на одного,оскільки в складі першого каскаду підсилювача є смуговий фільтр, налаштований на частоту відповідного каналу.
Для кріплення котушок використано клей Эласил137-83 ТУ 6-02-1237-83 (клей силіконовий, однокомпонентний, діапазон температур: -60 … +300 оС).
Зовнішні підключення здійснюються за допомогою двожильного кабелю. Для зовнішньої ізоляції використана трубка ТКР ГОСТ 17675-87 (Матеріал: кремнійорганічна гума, робоча температура: від -50 до +250оС), внутрішній діаметр 3мм. Жили кабелю виконані дротом МГТФЭ-0,2 ТУ 16-505.185-71 (з мідною жилою та ізоляцією із запечених плівок фюропласта-4 діапазон температур експлуатації від −60 до 220 ºС). Ці матеріали забезпечують кабелю широкий діапазон робочих температур та високу гнучкість. Довжина кабелю має становити 1-2м.
Для зовнішньої ізоляцій котушки заливаються кремнійорганічним компаундом типу КЛ-4 ТУ 38,103691-89 (стійкий до перепадів температур, старіння, дії хімічних реагентів, має хороші діелектричні властивості, діапазон робочих температур від - -60 до + 300 °С.). Товщина шару заливки має складати не менше 3мм.
Складальне креслення котушки розміщене в додатках (КРО.5.893.01.000 ПЗ). Оскільки всі котушки відрізняються лише довжиною та діаметром дроту котушок то на кожну специфікація оформлена окремо на кожну з них.
ВИСНОВКИ
В ході виконання самостійної роботи було розроблено первинний вимірювальний перетворювач частоти дихання людини. Даний пристрій являється індуктивним вимірювачем лінійних переміщень, має високу чутливість (6,45 В/м) та дозволяє записувати пневмограму не залежно від статі та статури пацієнта. Завдяки використанню термостійких матеріалів в конструкції пристрій може працювати в діапазоні температур від -45 до +45оС.
В самостійній роботі теоретично розраховані похибки вимірювання. Похибка, що виникає за рахунок нелінійності передавальної характеристики складає 1,14% (при відстані між котушками 40±5см). Температурна похибка на всьому діапазоні робочих температур рівна 43,3%. Дані похибки впливають лише на амплітуду дихальної кривої в режимі запису пневмограми, при визначенні частоти дихання похибка вимірювання складає один період за весь цикл вимірювання.
Для обробки даних може використовуватися як аналогова схема з механічним самописцем, так і цифровий прилад з аналоговим входом та АЦП. Зважаючи на велику температурну похибку вимірювального перетворювача для запису пневмограми в вимірювальний прилад (пневмограф) потрібно включити можливість температурної компенсації.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. http://amfan.ru/priemniki-pryamogo-usileniya/magnitnye-antenny/;
2. .Курс физики: Учеб. пособие для вузов/Трохимова Т.И – М.: Выш. шк., 1990. – 478с.: ил;
3. Основы диагностики синдромов внутренних болезней/Храмов Ю.А: Самиздат в электронном формате PDF, 2008. - 380 с.: ил.;
4. Математичне та комп’ютерне моделювання медтехніки. Методичні вказівки та завдання для практичних занять та тестування/Шадріна Г.М.. – Тернопіль : ТДТУ імені Івана Пулюя, 2008. – 70 с.
5. .Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Спра-вочник/ Найвельт Г.С. и др. – М.: Радио и связь, 1985 – 576с: ил.
ДОДАТОК А
ПРОГРАМА ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТРІВ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ВИМІРЮВАЧА ЛІНІЙНИХ ПЕРЕМІЩЕНЬ
clear all, clc
%%Розрахунок параметрів вимірювального перетворювача
td=10^(-5); %період дисктетизації
t=[0:td:0.02]; %Вектор часу
F=120; %Частота зміни відстані між котушками
r=0.5+0.02.*sin(2.*pi.*F.*t); %Функція, що описує
%зміну відстані між котушками
I10=0.1; %Амплітудне значення струму в котушці збудження
f=4*(10^3); %частота струму в котушці збудження
u0=4*pi*(10^-7); %Магнітна стала
u=600; %мангітна проникність осердя приймальної котушки
d2=3*(10^-3); %Діаметр осердя приймальної котушки
S2=pi*(d2^2)/4; %Січення осердя приймальної котушки
N=2*0.5/(I10.*u.*u0.*S2.*f) %
N1=sqrt(N/10) %Визначення числа витків котушок
N2=N/N1 %
k=-I10.*N1.*N2.*u.*u0.*S2.*f; %Визначення коефіцієнта передачі
e=(k./r).*cos(2.*pi.*f.*t); %ЕРС, наведена в приймальній котушці
R=[0.05:0.001:2]; %Вектор відстані між котушками
E=k./R; %ЕРС, наведена в приймальній котушці. Діюче значення
E=abs(E);
%Візуалізація обчислень
figure(1)
plot(t,e,'k',t,r,'r'), xlabel('t, c.'), ylabel('E, B')
grid on
figure(2)
plot(R,E,'k'), xlabel('R, M'), ylabel('E, B')
grid on
%%Обчислення похибки
R0=0.4; %Середнє значення відстані на заданому проміжку
d=0.05; %Амплітудне значення зміни відстані
dR=[(R0-d):td:(R0+d)]; %Вектор відстані між котушками на
%заданому проміжку
dE=abs(k./dR); %ЕРС, наведена в приймальній котушці на
%заданому проміжку. Діюче значення
% Метод найменших квадратів
%Обчислення сум, необхідних для побудови системи рівнянь
Exi=sum(dR);
Efi=sum(dE);
Exifi=sum(dR.*dE);
Ex2=sum(dR.^2);
n=length(dR);
%Розвязання системи рівнянь
A=[Ex2, Exi; Exi, n]
B=[Exifi; Efi]
kb=inv(A)*B;
k=kb(1,:)
b=kb(2,:)
F=k.*dR+b;
delta=abs(dE-F);
delta_max=max(delta) %Визначення максимального значення
%абсолютної похибки на заданому проміжку
%Візуалізація обчислень
figure(3)
plot(dR,F,'-.k',dR,dE,'k'), xlabel('R, M'), ylabel('E, B')
text(0.31, 3.3, '1')
text(0.305, 3.1, '2')
grid on