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換能器也稱為傳感器。它們是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的主要環(huán)節(jié)。如果沒有傳感器來采集和測量原始實驗數(shù)據(jù),就不可能得到準確的實驗數(shù)據(jù)。
傳感器是一種將一種形式的能量轉(zhuǎn)化為另一種形式的裝置。醫(yī)學生物學中常用的換能器將一些非電信號(如機械、壓力、光、溫度、化學等方面的變化)轉(zhuǎn)換為電信號,然后輸入不同的儀器進行處理,以表示生理變化.進行深入分析。換能器的種類很多,一般可分為:
①按輸入物理量分為張力傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器等;
②按工作原理分為電感式、電容式、電阻式、電位式等;
③按輸出信號分為模擬傳感器和數(shù)字傳感器;
④根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理,分為主動式和被動式傳感器。
醫(yī)學實驗中常用的傳感器有兩種:張力(機電)傳感器和壓力傳感器。
(1) 張力傳感器
一、原理及規(guī)格 張力傳感器是基于“應(yīng)變效應(yīng)"的原理,當某些導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料受到外力變形時,其電阻會發(fā)生變化。這些材料制成薄應(yīng)變片。由該應(yīng)變片制成的兩組應(yīng)變元件(R1、R2和R3、R4)作為橋式電路中的兩對電阻安裝在懸臂的兩側(cè),并在兩組之間連接一個可調(diào)電位器。應(yīng)變計。 .
并接上3V直流電源。當外力作用在懸臂的自由端,使其輕微彎曲時,一組應(yīng)變片被拉出一個,一個被壓縮,阻力向正方向變化;而另一端則向相反的方向變化。由于電橋失衡,有微弱電流輸出,經(jīng)放大后可輸入錄音機。
換能器的靈敏度和范圍由應(yīng)變元件的厚度決定。懸臂越薄,靈敏度越高,范圍越小。因此,該換能器的規(guī)格應(yīng)根據(jù)所做的實驗確定。蛙類腓腸肌試驗范圍應(yīng)在100g以上,腸道平滑肌試驗應(yīng)在25g以內(nèi),小動物心肌乳頭肌試驗應(yīng)小于1g。
2. 使用方法:先固定肌肉的一端。在保持肌肉自然長度的同時,將肌肉另一端的扎帶穿過懸臂前端的小孔,結(jié)扎固定。
三、使用注意事項
(1) 機電換能器的應(yīng)變元件非常精細,使用時要小心。在實驗過程中不要用力拉或拉換能器。懸臂以避免損壞換能器。
(2) 換能器應(yīng)水平放置在支架上。在正式錄音前,換能器應(yīng)預(yù)熱 30 分鐘,以確保準確性。
(3) 使用時,防止生理鹽水等溶液滲入換能器。
(2) 壓力傳感器
一、原理與結(jié)構(gòu) 壓力傳感器將各種壓力變化(如動靜脈血壓、腦室內(nèi)壓等)轉(zhuǎn)換成電信號。然后將這些電信號放大后輸入到錄音設(shè)備,原理和以前一樣。壓力傳感器的頭端為半球形結(jié)構(gòu)。它充滿生理鹽水,其內(nèi)表面的背面是片狀應(yīng)變元件,形成橋接電路。前端有兩根側(cè)管,一根用于排出內(nèi)部氣體,另一根通過管道與測壓探頭相連。
二、使用方法及注意事項
(1)壓力傳感器在使用時應(yīng)固定在支架上,不得隨意改變其位置,使用前應(yīng)預(yù)熱30分鐘。待零位穩(wěn)定后即可進行測量。
(2)測量換能器前,兩個壓力噴嘴應(yīng)分別與三通連接,不得有泄漏。壓力表可預(yù)壓2~3次。然后調(diào)整零參考。
(3)換能器結(jié)構(gòu)中有調(diào)零電位器,可單獨調(diào)零或配合記錄儀進行調(diào)零。
(4)注意墊上“O"型墊圈,以免漏水。