КАРДИОТАХОМЕТР Советский патент 1972 года по МПК A61B5/24 

Известны кардиотахометры, содержащие входную цепь, моностабильной мультивибратор и измерительный контур.

В известных кардиотахометрах сигналы на измерительный прибор поступают обычно с составного / С-фильтра, на вход которого подаются соответствующие отдельным ударам пульса импульсы определенной величины и продолжительности.

При этом через измерительный прибор вместе с постоянной составляющей входного сигнала, пропорциональной частоте пульса, проходит и пульсирующий ток, обусловленный остаточной пульсацией выходного сигнала, которая возникает из-за недостаточной фильтрации входного сигнала. Эта остаточная пульсация вызывает биение стрелки измерительпого прибора вокруг номинального значения в ритме частоты пульса. Такие биения снижают точность считываемых показаний прибора.

Величина пульсаций также зависит от измеряемой частоты таким образом, что при уменьщении частоты амплитуда пульсаций увеличивается.

Путем повышения постояппой времени фильтра можно снизить биение стрелки до весьма малой величины. Это, однако, приводит к повыщению фильтрования медленных временных изменений постоянной составляющей сигнала, соответствующей временным измененпям частоты пхльса. Показания измерительного прибора в этом случае не следуют за быстрыми измене1г1;ями частоты пульса: повышается инерционность кардиотахометра, при которой стрелка измерительного прибора весьма долго переходит из нулевого положения в номинальное.

Предлагаемый кардиотахометр отличается от извест.чых тем, что в пем измерительный коитур выполнен в виде фильтра низких частот в комбинации с нелинейным усилителем, например транзисторным усилителем, таким образом, что вход фильтра последовательно с нагрузкой иелииейного усилителя сое.1.инен с выходом моностабильного мультивибратора, а выход фильтра последовательно с нагрузкой нслииейного усилителя присосдииен к измерительному прибору, причем вход нелинейного усилителя присоединен через соединительное звено, образованное, например, пара.тле.тьпым соед 1нением резистора и конденсатора к выходному зал-симу фильтра.

Эти отличия позволяют у.меньшить инерционность измерений при сохранении точности отсчетов частоты пульса.

Па чертеже изображена принциниальная схема предлагаемого кардиотахометра.

тельный прибор 3. Фильтр 2 с входными за жимами 4 п 5 сосдипси споим выходным зажимом 6 с зажимоги измерительно - ;) нр1;бора 3 Зажимом 5 фильтр 2 нри.соедииеи к иелиисйному усилителю 7, ijaiipiiMep к траизисториому усилителю, а через его нагрузку 8 этот фильтр присоединеи к другому измерительного прибора ,5, 13ходиой зажим 9 пелииейного усилителя 7 еоединеи через соеди 1Ительное звено 10 с выходным зажимом фильтра 2, а ияходио зажим // силитцля 7 соеди11ен е зажимом 5 фильтра 2. Моиостабилькый мультивибратор / зключеи между зажимом 4 ф|ильтра 2 и зажимом 12 измерительного прибора 3.

Соединительное звено 10 соетоит из нараллельно еоединенных резистора 13 и конденсатора 14, а фильтр 2 низких частот- из резистора 15 и конденсатора 16.

Моностабильный мультивибратор 1 иреобразовывает импульсы измеряемой частоты в прямоугольные импульсы определенной величины и длительности. Постоянная составляющая этих импульсов пронорциональпа измеряемой частоте и оценивается измерительным прибором.

Если рабочая точка транзистора усилит-еля 7 лежйт вне рабочето диаиазона, т. е. если транзистор пе усиливает, то сказывается фщльтрующий эффект фильтра 2, Постоянная времени этого фильтра выбирается такой, чтобы фильтрующий эффект самого фильтра был небольшой, тогда показания измерительного прибора 3, соответствуюииге измеряемой частоте, устанавливаются зесьма быстро. Остаточная пульсация, вызывающая биенне стрелки,- однако, в этом случае весьма велика.

В описываемом кардиотахометре положение рабочей точки транзистора усилите.тя 7 в действительности управляется выходным сигналом фильтра 2 и прежде всего (через соединительное звено 10) постоянной составляющей, причем таким образом, чтобы транзистор усиливал во всем дианазоне измеряемой частоты.

Усиленная пульсация складывается тогда в противофазе с выходным сигналом фильтра 2, что эквивалентно уеилению фильтру1о:цсго эффекта или новыщению постоянной време1;и.

При применении в усилителе транзистора с существенной зависимостью коэффициента усиления от рабочей точки эквивалентное действие фильтрующей системы (фильтр 2 -- усилитель 7) будет зависеть от постоянной составляющей измеряемого сигнала, г. е. от замеренной частоты, причем так, что с уменьHiCHiieM част(;ты возрастает фильтрхюн ий эффект.

Систему дюжно рассматривать как фильтр низких частот с автоматически управляемым фильтруюгцим эффектом. Выбирая элементы всей схемы и соединительного звена 10, достичь полной независимости величины остаточной пульсации нистоянного тока в измерительном приборе 3 во всем измеряемом дианазоне частот.

При внезапном измеряемой частоты, например, в начале измерения, когда показания измерительного прибора 3 соответствуют нулевой частоте, приведенное в качестве примера выполнение соединительного звена обеспечивает передачу скачкообразного изменения наиряжения с помощью конденсатора 14 соединительного звена 10, непосредственно на базу транзистора усилителя 7 так, что при достаточно большом изменении напряжения транзистор переходит в проводящее состояние (или наоборот). В этол случае проявляется ЛИП1ь малый фильтрующий эффект самого фильтра 2, благодаря чему стрелка измерительного прибора 3 очень быстро приближается к установившемуся состоянию. При этом вплоть до номинальной величины происходит стабилизация тока транзистора усилителя 7.

Включение в измерительный контур транзистора не ухудшает точность измерения с учетом тепловой или временной зависимости иенользс:)15анного транзистора, ибо изменение постоянной составляюн1ей тока коллектора не оказывает влияния iia ноказания измерительного прибора 3.

П р е д м е т и з о б р е т е н и я

Кардиотахомстр, содержащий входную цснь, м()ностаб1П зН1,11 му,ьт ;внбратор и измерительный контуп, отличающийся тем, что, с пель;о уменьшения И1;ерц1юнности змопений при сохранении точ1;()сти отсчета частоты нульса, измс;иггсльный контур выполнен в виде фильтра частот в комбинации с нелинейиы.м усилителем, например транзисторным усилителем, таким образом, что вход фильтра последовательно с нагрузкой нелинейного усил1ггеля соединен с выходом моностабильпого мультивибратора, а выход фильтра последовательно с нагрузкой нелинейного усилителя присоединен к измерительному при:ору, Hpii4rNi вчод нс;пп1ейного усилителя присоеднис через соединительное . образоBaHiioe, на: римср, нараллел1И1ь1м соед; 1;ением )Сзистора и 1 ;;чдс1;са roia к 1 ыходном заж1;:чу фильтра.