Типовая схема электрокардиографа с активной компенсацией синфазной помехи.

Рис. 5. Типовая структура ЭКГ- канала с активной компенсацией синфазной помехи.

Рис. 6. Главная часть схемы канала ЭКГ

2. Инструментальный усилитель (иу).

Рис. 7. Входной каскад

Основные соотношения для входного каскада (А1,А2), где: , Основные соотношения для выходного каскада (А3): Коэффициент усиления второй ступени:

В ключение интегратора (А5, с постоянной времени T₁=Rint Cint) в ОС ИУ каскада приводит к тому, что его передаточная функция представляет ФВЧ первого порядка:

АЧХ такого каскада (ФВЧ 1-го прядка для Т1=3,2 сек, f1=0,05 Гц)

П ередаточная функция выходного каскада ЭКГ канала,где k=200; T2=0,0016 сек.

Рис. 8. Выходной каскад

АЧХ этого каскада (ФНЧ 1-го порядка, T2=0,0016 сек, f2=100 Гц )

АЧХ всего тракта запишется так:

3. Кардиограф DIXION ECG-1001a

4. Кабель отведений пациента

5. PCSGU250 USB Осциллограф-генератор

X

6. Согласующее устройство

Задняя и передняя панель соответственно.

7. Схема установки.

8. Схемы для проверки параметров кардиографа

Схема согласующего устройства для проверки диапазона регистрируемых сигналов, погрешности чувствительности, погрешности измерения напряжения, погрешности измерения интервалов времени, погрешности скорости движения, погрешности калибровочного сигнала, постоянной времени, АЧХ.

Условные обозначения элементов схемы и их номинальные значения:

G1 – генератор сигналов специальной формы;

G2 – генератор импульсов прямоугольной формы;

R1 – 51 кОм ±5%;

R2– 100 кОм ±0,1%;

R3– 100 Ом ±0,1%;

R4– 51 Ом ±5%;

R5 – выбирают для получения напряжения на R4±(300 мВ±10%) в зависимости от напряжения источника;

R8 - 100 Ом ±5%;

C1 – 47 нФ ±10%;

Z1 - параллельно соединенные R1 и C1;

Z2 - параллельно соединенные R6 и C2;

U – источник постоянного напряжения, обеспечивающий напряжение на R4±(300±10%).

9. Порядок расчетов метрологических характеристик

Под контролем лаборанта собирается схему установки.

Перед проверкой основных параметров прибор подвергают испытанию на допустимые перегрузки по входному напряжению в каждом регистрирующем канале гармоническим сигналом размахом 1В ÷5% и частотой 50 Гц±5%, приложенным между отводящими электродами в течении времени не менее 10 с. Фильтры должны быть выключены. Испытания не должны приводить к повреждению пишущего механизма или электрической схемы прибора.

Установлюют скорость протяжки ленты 25 мм/с (в меню кардиографа). Это означает, что при расшифровке записей одному миллиметру вдоль ленты соответствует время t = 1/25 = 0,04 с/мм.

1. Выполнить проверку относительной погрешности  установки    чувствительности подавая на вход прибора прямоугольный сигнал 5 Hz ±5% и амплитудой 1 V 2% и изменяя усиление (20, 10, 5).

Для этого:

• Из библиотеки сигналов (кнопка More Function) выбрать прямоугольный сигнал, CardTest01_05_1(0,33Hz), изображенный на рис.12.3 и задаём частоту 0,33 Hz.

• На панели генератора установить амплитуду сигнала 2 V.

• На кардиографе выбрать чувствительность равной 5mm/mV кнопкой SENS. Возможны следующие уровни чувствительности: ×1 (10mm/mV) → ×2 (20mm/mV) →AGC→ · 25 (2.5mm/mV)→ · 5 (5mm/mV)).

• Запустить сигнал кнопкой RUN.

• Повторить всё, установив амплитуду 1V, и чувствительность 10mm/mV. А затем задать амплитуду 0,5V и чувствительность 20mm/mV.

• С помощью линейки и циркуля измеряем отклонение амплитуды, допустимы отклонение ±5%.

• Заносим результаты в таблицу.

2. Проверку неравномерности АЧХ проводить подачей на вход прибора гармонического сигнала в соответствие со схемой 7.1.

Неравномерность АЧХ в процентах вычисляют по формуле: δ₁= *100,

где h_о - размер размаха изображения синусоиды на записи на опорной частоте 10 Гц, мм.

h_max - размер размаха изображения синусоиды на записи максимально отличающегося от h_о в положительную или отрицательную стороны, мм.

Для проверки АЧХ погрешности измерения напряжения рекомендуется использовать комплексные испытательные сигналы генератора PCSGU-250, представленные на Рис.9. (1 и 2 сигнал). Для этого:

• Из библиотеки сигналов выбрать сигнал CardTest10_20_30_40_50_60_75_100(0,5Hz).

• Установить частоту 0,5 Hz и амплитуду 2V.

• На кардиографе устанавливаем чувствительность 10mm/mV.

• Записываем сигнал.

• С помощью линейки и циркуля измеряем h_о (для 10 Hz пачки сигналов)и h_{max 1}(для 60 Hz пачки сигналов) и h_{max 2}(для 75 Hz пачки сигналов.

• Результаты вносим в таблицу.

• Проводим расчет по формуле для 60 и 75 Hz сигналов.

• Повторяем все действия для сигнала CardTest05_2_10_25(0,25Hz), установив амплитуду 2V, частоту 0,25 Hz.

• Измеряем h_о для пачки сигналов 0,5 Hz и h_max для пачки сигналов 10 и 25Hz, h_{max 1}(для 10 Hz) и h_{max 2} (для 25 Hz)

• Результаты вносим в таблицу.

Отклонения АЧХ допустимы следующие: в первом сигнале для пачки 60Гц "-10%", для пачки 75Гц - "30%". Во втором сигнале ±5%.

Рис.9. Комплексные испытательные сигналы, используемые при поверке электрокардиографов.

3. Проверку постоянной времени провести в каждом канале при чувствительности 5мм/мВ подачей на вход прибора сигнала прямоугольной формы размахом 4мВ±3% длительностью менее 5 с. Постоянную времени определить по записи как время затухания сигнала до уровня 0,37согласно чертежу без учета выбросов.

Изображение переходной характеристики на записи для каждого канала должно быть монотонным, обращенным в сторону нулевой линии.

• Выбираем прямоугольный сигнал с размахом 4мВ.

• Устанавливаем чувствительность на кардиографе 5мм/мВ.

• Записываем сигнал.

• С помощью линейки измеряем максимальную амплитуду (А), затем проводим горизонтальную линию на уровне 0,37А до пересечения с линией сигнала, и измеряем τ.

ПРИЛОЖЕНИЕ (выдержки из ГОСТ 19687-89)

Методика провидения испытания

1.Проверку относительной погрешности напряжения проводят в каждом канале в соответствии со схемой одновременной подачей на вход прибора постоянного напряжения-(300 мВ +- 10%) и подачей на соответствующий вход прибора меандра частотой 10 Гц+- 2%.

2.Проверку входного импеданса проводят по каждому отводящему электроду согласно таблици при наличии на проверяемом входе прибора постоянного напряжения +-(300 мВ +- 10 %) в соответствии со схемой черт. 3 (приложения 3), с последовательно включенным импедансом и без него.

На вход прибора подают гармонический сигнал частотой 10 Гц+- 2% и размахом 2 мВ±3%.

Затем измеряют линейный размер размаха регистрируемого сигнала Нu1 в миллиметрах без последовательно включенного импеданса и линейный размах регистрируемого сигнала Нu2 в миллиметрах при последовательно вкл импедансе .Вычисляют входной импеданс Zвх , кОм.

Значение Z2 должно быть менее 1/3 Zвх установленного в технических условиях на приборы конкретно типа.

3.Проверку коэффициента ослабления синфазных сигналов проводят в соответствии со схемой черт 4 (приложения 3), подавая от генератора гармонических сигналов частотой 50 Гц+-5% имеющий среднеквадратическое значение напряжения 20 В +-3%.

Емкость Ст регулируют таким образом, чтобы суммарная емкость Ст +С х равная

С4 ,что соответствует установлению напряжения в точке А равным 10 В +- 10%.Это условие проверяют на частоте сигнала 5кГц +-10% при отключенном приборе вольт-метром с входным импедансом не менее 2 Мом

При проверке Кс допускается подавать сигнал меньше напряжения (в точке А устанавливают напряжение, ровное половине подаваемого от генератора) при условии, что максимальный сигнал будет заметен при регистрации.

Затем подключают прибор и регистрируют сигнал частотой 50 Гц по всем отведениям, размыкая поочередно переключатель П1 о оставляя остальные переключатели в замкнутом положении.

Проверку проводят при одновременной подаче постоянного напряжения +-(300мВ +- 10%) на соответствующий вход проверяемого канала.

Вычисляют коэффициент ослабления синфазных сигналов для максимально зарегистрированного сигнала. Где Uc-размах напряжения в точке А при отключенном кабеле отведений В

4.Проверку напряжения внутренних шумов приведенного ко входу Uш проводят при чувствительности 20 мм/мВ и скорости носителя записи 50мм/с .Регистрацию проводят в течение 10с при подключенных Z ко входам прибора черт 4 (приложение 3) при заземленной точке А и разомкнутом переключателе П1

Для приборов с автоматической коммутацией отведений допускается проводить измерения в течение меньшего времени-времени регистрации одного отведения.

Напряжение внутренних шумов в микровольтах приведенное ко входу, вычисляют по формуле

5.Проверк постоянной времени проводят в каждом канале при чувствительности 5мм/мВ подачей на вход прибора сигнала прямоугольной формы размахом 4мВ+-3% длительностью менее 5 с.Постоянную времени определяют по записи как время затухания сигнала до уровня0.37согласно чертежу без учета выбросов.

Изображение переходной характеристики на записи для каждого канала должна быть монотонным, обращенным в сторону нулевой линии.

6.Проверку неравномерности АЧХ проводят подачей на вход прибора гармонического сигнала размахом 1мВ+-1.5% в соответствие со схемой черт 2 (приложение 3).

Вычисляют по формуле неравномерность АЧХ в полосе частотой (0.5-60)Гц и (60-75)Гц в процентах, где hо- размер размаха изображения синусоиды на записи на опорной частоте 10 Гц мм. h max- размер размаха изображения синусоиды на записи максимально отличающегося от hоВ положительную или отрицательную стороны мм.