Устройство для измерения проводимости кожи

Устройство для измерения проводимости кожи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике. Для повышения точности измерения проводимости кожи в устройство, содержащее первый электрод 1 и операционный усилитель 5, инвертирующий вход которого соединен с выходом через резистор 6 и с вторым электродом 2 непосредственно, а неинвертирующий вход - с общей шиной питания, введены третий и четвертый электроды 3, 4, последовательно соединенные дифференциальный усилитель 7, блок 8 формирования опорного напряжения, регулируемый источник 9 напряжения и ключ 10. Выход последнего подключен к электроду 1, при этом электроды 3,4 подключены к входам дифференциального усилителя 7, выход которого также соединен с вторым входом регулируемого источника 9 напряжения, а второй выход блока 8 формирования опорного напряжения соединен с управляющим входом ключа. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4312230/28-14 (22) 25.08.87 (46) 23.05.90. Бюл. № 19 (72) С. В. Жуков, В. В. Костин, Н. В. Пилипенко и Н. В. Соболевский (53) 615.475 (088.8)

56} Venables P. Н., Christie М. 1. Electroermal activity.— Techniques in Psychophysiology, 1980, р. 1 — 67. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕPEНИЯ

ПРОВОДИМОСТИ КОЖИ (57) Изобретение относится к медицинской технике. Для повышения точности измерения проводимости кожи в устройство, содержащее первый электрод 1 и операционный усилитель 5, инвертирующий вход которого

ÄÄSUÄÄ 1565481 А 1 (51)5 А 61 В 5/05

2 соединен с выходом через резистор 6 и с вторым электродом 2 непосредственно, а неинвертирующий вход — с общей шиной питания, введены третий и четвертый электроды 3, 4, последовательно соединенные дифференциальный усилитель 7, блок 8 формирования опорного напряжения, регулируемый источник 9 напряжения и ключ 10. Вы ход последнего подключен к электроду 1, при этом электроды 3, 4 подключены к входам дифференциального усилителя 7, выход которого также соединен с вторым входом регулируемого источника 9 напряжения, а второй выход блока 8 формирования опорного напряжения соединен с упра вл яю щи входом ключа. 2 ил.

1565481

Изобретение относится к медицинской технике, а точнее к устройствам для измерения электрических свойств кожи, и может быть использовано в медицине и экспериментальной психологии.

Цель изобретения — повышение точности измерения проводимости кожи.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройство для измерения проводимости кожи; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы. 10

Устройство для измерения проводимости кожи содержит электроды 1 — 4, операционный усилитель 5, резистор 6, дифференциальный усилитель 7, блок 8 формирования опорного напряжения, регулируемый источник 9 напряжения и ключ 10.

Пары электродов 1, 3 и 2, 4 находятся соответственно в электродных корпусах 11 и 12 (фиг. 1), причем электрод 2 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 5, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной питания устройства. Выход операционного усилителя 5, который является одновременно выходом устройства, соединен со своим инвертирующи м входом через резистор 6. ДифференHèàëüíûé усилитель 7, блок 8 формирования опорного напряжения, регулируемый источник 9 напряжения и ключ 10 соединены последовательно. При этом выход ключа 10 подключен к электроду 1. Электроды 3 и 4 подключены к входам дифференциального 30 усилителя 7, выход которого соединен с вторым входом источника 9 напряжения, а второй выход блока 8 формирования опорного напряжения соединен с управляющим входом ключа 10. При этом блок 8 формирования опорного напряжения состоит из бло- 35 ка 13 управления и последовательно соединенных ключевого элемента 14, ячейки 15 памяти и сумматора 16. Причем первый выход блока 13 управления соединен с управляющим входом ключевого элемента 14, а второй — с вторым входом блока 8 формирования опорного напряжения. Второй вход сумматора 16 соединен с источником стабилизированного напряжения, а выход — с первым выходом блока 8 формирования опорного напряжения. 45

Блок 13 управления выполнен в виде несимметричного генератора с прямым и инверсным выходами. Он обеспечивает два режима работы устройства: режим 1 — измерение и запоминание суммы биопотенциала между местами наложения электродных корпусов 11 и 12 и потенциала поляризации пары электродов 3 и 4, режим 2 — формирование опорного напряжения, скорректированного на величину паразитных потенциалов, измеренных в режиме 1.

Блок 8 формирования опорного напряжения обеспечивает периодическое измерение разности биопотенциалов между местами наложения электродных корпусов 11 и 12 и поляризационного потенциала пары электродов 3, 4 и вводит соответствующую поправку на вход регулируемого источника 9 напряжения. Регулируемый источник 9 напряжения выполнен из последовательно соединенных блока 17 сравнения и регулируемого элемента 18, например транзистора (фиг. 1).

Стабилизированное напряжение на втором входе сумматора 16 для исключения влияния на результаты измерений нелинейных свойств кожи целесообразно устанавливать равным 0,4 — 0,5 В.

Устройство для измерения проводимости кожи работает следующим образом.

Перед включением устройства на кожу устанавливают электродные корпуса 11 и 12, заполненные электропроводящей пастой или жидкостью для стабилизации контакта. При включении устройства блок 13 управления реализует режим 1, замыкая ключевой элемент 14 и размыкая ключ 10. На электроды 1 и 2 напряжение не поступает, поэтому с электродов 3 и 4 на вход дифференциального усилителя 7 поступает сумма поляризационного потенциала пары электродов 3 и 4 — Ез4 и разности биопотенциалов между точками наложения электродов корпусов. 11 и 12—

Us» (фиг. 2). Эта сумма напряжений запоминается в ячейке 15 памяти и в течение всего цикла измерения поддерживается на первом входе сумматора 16, на второй вход которого поступает стабилизированное напряжение U .

По истечении времени, необходимого на процедуру выборки и запоминания (десятки миллисекунд), в момент /„ блок 13 управления переводит устройство в режим 2 (фиг. 2)

Для этого он размыкает ключевой элемент 14 и замыкает ключ О. В результате между электродами 1 и 2 прикладывается напряжение, которое создает на коже между электродными корпусами 11 и 12 некоторое напряжение U . . Это напряжение с точностью до суммы (E„ U „(/)) отводится электродами 3 и 4 на вход дифференциального усилителя?, так что на его выходе и первом входе регулируемого источника 9 напряжения оказывается напряжение (U E 4(t) +

+ Ugл(1)) .

На второй вход источника 9 напряжения поступает напряжение с выхода сумматора 16, равное (U,,+E <(tы)+L4i(f }). Выходное напряжение источника 9 напряжения через ключ 10 поступает на электрод 1 и изменяется таким образом, чтобы напряжения на входах источника 9 напряжения всегда были равны. Это достигается при условии выполнения равенства

U. =U +(F>4(t) — E 4(t.))+

+(ь.() — 4. (.)).

Таким образом, через электроды 1 и 2 протекает измерительный ток, независимый

1565481

Р«жик«7

77ык.

73 7 дь7К. l

11 2

Bw»

Вык

Вик.

1Î

Со ста в ител ь В. Котен е ва

Редактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор Т. Малец

Заказ 1179 Тираж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК

ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Г1атент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

6 от поляризации электродов 1 и 2 и равный

111Ы= Ск „7 e Y» — ПРОВОДИМОСТЬ КОЖИ.

В результате выходное напряжение устройства равно

Увькк =(Уикн R««) кк, а погрешность измерения проводимости опре деляется степенью компенсации поляризации электродов 3 и 4 и биопотенциала и равна

Е34(ь — E34(toi) к.кбя Я вЂ” сквв (оГ)1

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения проводимости кожи за счет постоянной компенсации поляризации электродов, через которые к коже подводят измерительный ток, и периодической компенсации биопотенциала, имеющегося на коже между местами наложения электродов.

Формула изобретения

Устройство для измерения проводимости кожи, содержащее первый электрод, опера6 ционный усилитель, инверти рующий вход которого соединен с вторым электродом непосредственно, а через резистор — со своим входом, неинвертирующий — с нулевой шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий и четвертый электроды, дифференциальный усилитель, блок формирования опорного напряжения, регулируемый источник напряжения и ключ, причем третий и четвертый

)0 электроды соединены с входами дифференциального усилителя, выход последнего с первым входом регулируемого источника напряжения и с входом блока формирования опорного напряжения, первый выход которого соединен с вторым входом регулируемого источника напряжения, а второй выход с чправляюцХим входом ключа, выход ключа

J соединен с вторым электродом, причем первый и четвертый, второй и третий элек роды попарно объединены в двух корпусах, информационный вход ключа соединен с выходом регулируемого источника напряжения