SU1156635A1 - Apparatus for investigating motor activity of biological objects - Google Patents

Apparatus for investigating motor activity of biological objects Download PDF

Info

Publication number
SU1156635A1
SU1156635A1 SU802950567A SU2950567A SU1156635A1 SU 1156635 A1 SU1156635 A1 SU 1156635A1 SU 802950567 A SU802950567 A SU 802950567A SU 2950567 A SU2950567 A SU 2950567A SU 1156635 A1 SU1156635 A1 SU 1156635A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bridge
differential amplifier
transformers
primary winding
amplifier
Prior art date
Application number
SU802950567A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Карпенко
Алексей Николаевич Тюрин
Original Assignee
Институт биологии моря Дальневосточного научного центра АН СССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт биологии моря Дальневосточного научного центра АН СССР filed Critical Институт биологии моря Дальневосточного научного центра АН СССР
Priority to SU802950567A priority Critical patent/SU1156635A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1156635A1 publication Critical patent/SU1156635A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее генератор , соединенный с мосте переменного тока, масштабный усилитель и регистратор, отличающеес  тем, что, с целыо повышени  точности исследовани , оно снабжено дифференциальньм усилителем, двум  разв зывающими трансформаторами, первична  обмотка одного из которых соединена со сравнительным плечом моста переменного тока, а первична  обмотка другрго - с измерительньм плечом моста переменного тока, к вторичньм обмоткам каждого трансформатора подключены соответственно последовательно соединенные детектор , выполненный на прецизионных диодах, и интегратор, причем выходам интеграторов подключены к входам (Л дифференциального усилител , выход которого через масштабный усилитель соединен с регистратором. A DEVICE FOR STUDYING MOTOR ACTIVITY OF BIOLOGICAL OBJECTS, comprising a generator connected to an AC bridge, a large-scale amplifier and a recorder, characterized in that, in order to increase the accuracy of research, it is equipped with a differential amplifier, two transformers, a primary winding of one of which is equipped with a differential amplifier, two transformers, a primary winding of one of which is equipped with a differential amplifier, two transformers, a primary winding of one of which, one of them, one of which of them will be equipped with a differential amplifier, two transformers, a winding of the research, one of them will be equipped with a differential amplifier, two transformers, a winding of one of which will be equipped with a differential amplifier, two transformers. the comparative shoulder of the AC bridge, and the primary winding of the other is with the measuring arm of the AC bridge, to the secondary windings of each transformer Pa connected respectively series-connected detector, made on precision diodes, and an integrator, and the integrator outputs are connected to the inputs (L of a differential amplifier, the output of which is connected to a recorder through a large-scale amplifier.

Description

елate

Од Од СО От Изобретение относитс  к медицине кой технике, а именно к устройствам дл  изучени  физиологических ха рактеристик биологических объектов наход щихс  в провод щих средах. Цель изобретени - повьшение точности исследовани . На чертеже представлена блоксхема одного независимого измерительного канала. Устройство содержит источник 1 питани  генератора, генератор 2, мост 3 переменного тока, разв зывающие трансформаторы 4, прецизионные диоды 5, интеграторы 6,источник 7 питани , общий дл  всех оконечных каскадов всех канало:В, дифференциальиьй усилитель 8, индикатор 9 баланса моста переменного тока, масштабный усилитель 1Q, регистрирующее устройство t1. Устройство работает следующим образом. Мост 3 переменного тока каждого независимого канала питаетс  от своего генератора 2 и источника 1 питани . В измерительное плечо моста 3 включают электроды датчика (не обозначены), которые в свою очередь закрегш ют на изусаемом животном или его подвижных органах .(част х). Напр жени  со сравнительного и измерительного гшечей моста 3 поступают на разв зывающие трансформаторы 4. Сигналы с вторичньгх об моток трансформаторов 4 попадают на систему балансировки моста 8 переме ного тока, где они, выпр мленные прецизионными диодами 5, поступают на интеграторы 6 и далее на входы дифференциального усилител  8, на выходе которого получают разность амплитудных значений напр жений в сравнительном и измерительнс плечах моста 3 переменного тока. Мост балансируют переменным резистором в сравнительном плече моста по ин;ц1к тору нулевого уровн  9. Все дальней шие изменени  проводимости измерительного плеча моста 3, обусловленн движением электродов датчика, закрепленного на биологическом объекте или движением органов, наход щихс  между электродами, или изменением сопротивлени  других датчиков, включенных в измерительное плечо мо та (дат.чики солености, температуры освещенности, скорости течени  и т.д.), создают на вьпсоде масштабного усилител  10 посто нное напр жение, подаваемое в зависимости от задач на различные регистрирующие устройства 11. На исследуемых биологических объектах закрепл ют электроды датчиков (форма и размер электродов обусловлены задачей исследовани , видом и размером животного), соединенных с измерительным плечом моста 3 тонкими легкими проводами (лини  св зи). Вследствие того, что металл датч ков погружен в провод щую среду (электролит), металл пол ризуетс , на границе металл-среда образуетс  двойной электрический слой. При прохождении переменного тока между электродами датчика такой слой про вл ет свойства емкости. Потенциал пол ризации, определ ющий емкость , зависит от матерн(ала (драгоценные металлы имеют наименьший потенциал пол ризации), формы электродов . Таким образом, в измерительнон плече моста 3 датчик обладает комплексным сопротивлением. Комплексное сопротивление среды вызьюает сдвиг фазы в измерительном плече моста 3 переменного тока, что затрудн ет его балансировку по нулевому уровню. Компенсаци  сдвига фазы в измерительном плече моста 3 требует введени  СЛОЯ31ЫХ и гр(1оэдких фазосдвигающих устройств. Однако в конкретных биологических исследовани х двигательной активности разных видо  животных требуютс  определенные конструкции датчиков. Например дл  изучени  двигательной активности морского гребешка используют датчики в виде двух стальных пластин, закрепленных на створках его равокин. Друга  форма датчиков - тонкие вольфрамовые иглы используютс  дл  регистрации сердцебиени  этого моллюска. Форма датчиков , их материал длина линии св зи их с аппаратурой могут мен тьс  в втроких пределах, & следовательно, необходимо перестраивать фазосдвигаюасие устройства моста 3 в конкретном случав.Предлагаема  схема балансировки мосте 3 позвол ет избежать таких трудностей. Схема работает следующим образом .Od CO. From the Invention relates to medical engineering, namely to devices for studying the physiological characteristics of biological objects in conducting media. The purpose of the invention is to increase the accuracy of the study. The drawing shows the block diagram of one independent measuring channel. The device contains a generator power supply 1, a generator 2, an AC bridge 3, isolation transformers 4, precision diodes 5, integrators 6, a power source 7 common to all terminal stages of all channels: B, differential amplifier 8, variable bridge balance indicator 9 current, scale amplifier 1Q, recording device t1. The device works as follows. The AC bridge 3 of each independent channel is powered by its generator 2 and power supply 1. The measuring arm of bridge 3 includes sensor electrodes (not indicated), which in turn are fixed on the animal to be erected or its moving organs (parts). The voltages from the comparative and measuring bridge 3 are fed to isolation transformers 4. The signals from the secondary coil of transformers 4 fall on the balancing system of bridge 8 of alternating current, where they, rectified by precision diodes 5, go to integrators 6 and then to the inputs the differential amplifier 8, the output of which receives the difference in the amplitude values of the voltages in the comparative and measuring arms of the AC bridge 3. The bridge is balanced by a variable resistor in the comparative shoulder of the bridge along the zero axis 9. All further changes in the conductivity of the measuring arm of bridge 3 are caused by the movement of the sensor electrodes attached to a biological object or the movement of organs between other electrodes included in the measuring arm of the model (salinity sensors, light temperatures, flow rates, etc.), create a constant voltage on the output of the scale amplifier 10 Depending on the tasks to various recording devices 11. At study biological objects is secured sensor electrodes (the shape and size of the electrodes due to the study, type and size of the animal) connected to the measuring arm of the bridge 3 thin light conductors (link). Due to the fact that the metal of the sensors is immersed in a conductive medium (electrolyte), the metal is polarized, and a double electric layer is formed at the metal – medium interface. With the passage of alternating current between the electrodes of the sensor, such a layer exhibits the properties of capacitance. The polarization potential, which determines the capacitance, depends on the maternity (ala (precious metals have the lowest polarization potential), the shape of the electrodes. Thus, in the measuring arm of bridge 3, the sensor has complex resistance. The complex resistance of the medium causes a phase shift in the measuring shoulder of bridge 3 AC, which makes it difficult to balance on a zero level. Compensation for phase shift in the measuring arm of bridge 3 requires the introduction of LAYERS 31 and R (1 ed phase-shifting devices. However, in specific biological For example, to study the motor activity of different species of animals, certain sensor constructions are required. For example, to study the marine activity of the scallop, sensors are used in the form of two steel plates fixed on the flaps of its ravokin. Another form of sensors - thin tungsten needles are used to register the heartbeat of this mollusk. their material; the length of their communication link with the equipment may vary in-band, & therefore, it is necessary to rebuild the phase shift of the device of bridge 3 in a particular case. The proposed balancing scheme of bridge 3 avoids such difficulties. The scheme works as follows.

3 . 3

Напр жени  со сравнительного и измерительного плечей моста 3 через раз в зьтающие трансформаторы 4 подаютс  на схему балансировки моста 3. Сигналы с вторичных обмоток разв зьтающих трансформатор 4 выпр мл ютс  малосигнальными диодами 5 и интегрируютс  в интеграторах 6. Малосигнальные диоды 5 примен ют из-за того, что обычные диоды про вл ют свойства диодов при напр жении вьше 0,3-0,7 В, а малосигнальные , вьтолненные на операционных усилител х, работают при напр жении ниже 1 мВ. Таким образом, при введении малосигнальных (прецизионных ) диодов 5 и интеграторов 6 мост 3 переменного тока  вл етс  высокочувствительным измерительньм мост.ом посто нного тока. Посто нные напр жени  с плечей,моста 3 поступают на входы дифференциального усилител  8 и вычитаютс , на выходе дифференциального усилител  8 получаетс  посто нный сигнал рассогласовани , теперь утке не завис щий от сдвига фазы напр жени  в измерительном плече моста 3, и вращением ручки переменного резисторав сравнительном плече моста 3 он балансируетс  по нулевому уровню.The voltages from the comparative and measuring arms of the bridge 3 are fed to the transformer 4 each time to the balancing circuit of bridge 3. The signals from the secondary windings of the transformer 4 are rectified by small signal diodes 5 and integrated into integrators 6. Small signal diodes 5 are used because of The fact that conventional diodes exhibit properties of diodes with voltages higher than 0.3-0.7 V, while small-signal diodes implemented on operational amplifiers operate at voltages lower than 1 mV. Thus, with the introduction of low-signal (precision) diodes 5 and integrators 6, the ac bridge 3 is a highly sensitive measuring dc bridge. Constant voltages from the arms of bridge 3 are fed to the inputs of differential amplifier 8 and subtracted. At the output of differential amplifier 8, a constant error signal is received, now the weft is not dependent on the phase shift of the voltage in the measuring arm of bridge 3, and the rotation of the variable resistor knob the comparative shoulder of bridge 3 is balanced at the zero level.

Одним из основных назначений предлагаемого устройства  вл етс  о новременна  регистраци  двигательной активности нескольких животных. Дл  этого датчики, закрепленные на животных, должны быть электрически, не св заны, т.е. не должны вли ть на работу один другого. Поэтому используют следующий тех р1ческий тфнем гальванической разв| зки каналов . Генераторы 2, питающие измеритепьные мосты 3 с датчиксж в из566354One of the main purposes of the proposed device is the modern registration of the motor activity of several animals. For this, sensors mounted on animals must be electrically not connected, i.e. should not affect the work of one another. Therefore, use the following one p1n tfnem galvanic development | channels. Generators 2, supplying measuring bridges 3 with sensors in iz566354

мерительном плече, имеют гальванически не св занные блоки питани  каждый из них имеет собственную обмотку на силовом трансформаторе 4, 5 что позвол ет избежать непосредственной электрической св зи ме ду датчиками разных каналов (источники питани  могут быть батарейного типа ) .The measuring arm has galvanically unrelated power supply units, each of them has its own winding on the power transformer 4, 5, which allows to avoid direct electrical connection between sensors of different channels (power sources can be of battery type).

10 При подключении регистрирз ющей аппаратуры, например четьфехканального самописца Н-338-4П, к выходу каналов гальваническа  св зь возникает между ними, так как средние10 When connecting recording equipment, such as the four-channel H-338-4P recorder, to the output of the channels, galvanic communication occurs between them, since the average

5 -:точки их питани  соедин ютс  с общей землей самописца. Чтобы избежать этогоj используют трансформ ; торы 4, которые гальванически разв зывают каждый генератор 1 и5 -: their feeding points are connected to the common ground of the recorder. To avoid this, use transform; tori 4, which galvanically dissipate each generator 1 and

20 мост 3 от последующих каскадов. Последующие каскады всех каналов (малосигнальные диоды 5, дифференциальные усилители 10, нуль-индикатор 9) питаютс  от своего источника 7 питани , гальванически не св занного- с источником 1 питани  генераторов который также имеет соответственную на / силовом трансформаторе-4. Средние точки источников t и 7 питани  также изолированы одна от другой. Таким образом, только одновреъсенное использование этих двух приемов полностью устран ет гальваническую св зь между датчика каналов,что позвол ет вести.независимую одновременную регистращоо двигательной активности грутш животных.20 bridge 3 from subsequent cascades. Subsequent cascades of all channels (small-signal diodes 5, differential amplifiers 10, zero-indicator 9) are powered from their power source 7, which is not galvanically connected to the power source 1 of the generators, which also has a corresponding on / power transformer-4. The midpoints of the sources t and 7 of the power supply are also isolated from one another. Thus, only the simultaneous use of these two methods completely eliminates the galvanic coupling between the sensor channels, which allows us to conduct independent simultaneous recording of motor activity of animals.

Конкретное вьшолнекие устройства произведено на базе измерите ьного моста переденногр тока с использованием оперз1щонньас у лителей (микросхем) типа 140УЯ1Б иThe specific devices were made on the basis of a measuring bridge of the forward current using the power unit of the type (UC) of the type UL1B1B and

iMA725.iMA725.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее генератор, соединенный с мостом перемен ного тока, масштабный усилитель и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследования, оно снабжено дифференциальном усилителем, двумя развязывающими трансформаторами, первичная обмотка одного из которых соединена со сравнительным плечом моста переменного тока, а первичная обмотка другого - с измерительным плечом моста переменного тока, к вторичным обмоткам каадого трансформатора подключены соответственно последовательно соединенные детектор, выполненный на прецизионных диодах, и интегратор, причем выхода интеграторов подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого через масштабный усилитель соединен с регистратором.DEVICE FOR RESEARCH OF MOTOR ACTIVITY OF BIOLOGICAL OBJECTS, containing a generator connected to an AC bridge, a scale amplifier and a recorder, characterized in that, in order to increase the accuracy of the study, it is equipped with a differential amplifier, two isolation transformers, the primary winding of one of which is connected to the comparative arm of the AC bridge, and the primary winding of the other with the measuring arm of the AC bridge, to the secondary windings of each transformer by Keys respectively serially connected detector arranged on precision diode, and an integrator, wherein the integrator outputs are connected to inputs of a differential amplifier whose output is coupled through a scaling amplifier with the registrar. ЙмйYm СЛ ОдSL Od 00 СЛ00 SL 1 1156635 21 1156635 2
SU802950567A 1980-07-03 1980-07-03 Apparatus for investigating motor activity of biological objects SU1156635A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802950567A SU1156635A1 (en) 1980-07-03 1980-07-03 Apparatus for investigating motor activity of biological objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802950567A SU1156635A1 (en) 1980-07-03 1980-07-03 Apparatus for investigating motor activity of biological objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1156635A1 true SU1156635A1 (en) 1985-05-23

Family

ID=20906028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802950567A SU1156635A1 (en) 1980-07-03 1980-07-03 Apparatus for investigating motor activity of biological objects

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1156635A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Pascual Е. Utilisation du Kinrographe pour tetude das effets de la pollution sur les coquillages. - Nature, 1976, 7, 159-160. Truman E.R. Activity and heart rate of bivalve molluses in their natural habitat. - Nature, London, 214, 1974, p. 214. 832-833. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1044326A (en) Measurement system including bridge circuit
SU1156635A1 (en) Apparatus for investigating motor activity of biological objects
US3754186A (en) Power factor measuring cell arrangement
Barlow The design of semi-conductor wattmeters for power-frequency and audio-frequency applications
CN2591577Y (en) Automatic correcting temperature and salinity sensor
US3786345A (en) Measuring equipment, especially for measuring the ph-value of a liquid
US2898543A (en) Transmitter potentiometer
SU1531027A1 (en) Digital instrument converter of fluid electric conductivity
SU1458846A1 (en) Apparatus for electric testing of wells
SU1320779A1 (en) Device for measuring field spatial derivatives
RU2088942C1 (en) Pressure and temperature converter
SU842594A1 (en) Transformer bridge for measuring complex resistor parameters
SU416634A1 (en)
SU485471A1 (en) Device for modeling magnetic and electric fields
SU883757A1 (en) Device for touch-free current strenghth measuring
SU1190275A1 (en) Method of measuring density of current in current conductor and apparatus for accomplishment of same
SU687424A1 (en) Device for measuring magnetic induction vector
US2446015A (en) Electrolytic concentration indicator
SU1138762A1 (en) Device for measuring electric conductivity
SU941915A1 (en) Device for measuring energy losses in super-conducting magnets
SU779954A1 (en) Magnetic field induction gradient measuring device
SU1422184A1 (en) Impedance to voltage converter
SU901956A1 (en) Device for measuring losses in magnetic core
SU1215032A1 (en) Apparatus for measuring liquid electrical conductance
SU658505A1 (en) Meter of distance to fault in cable insulation