SU1544369A1 - Device for measuring equivalent parameters of electrode impedance - Google Patents

Device for measuring equivalent parameters of electrode impedance Download PDF

Info

Publication number
SU1544369A1
SU1544369A1 SU884366302A SU4366302A SU1544369A1 SU 1544369 A1 SU1544369 A1 SU 1544369A1 SU 884366302 A SU884366302 A SU 884366302A SU 4366302 A SU4366302 A SU 4366302A SU 1544369 A1 SU1544369 A1 SU 1544369A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrodes
output
signal
adder
inverting input
Prior art date
Application number
SU884366302A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолиюс Аугустович Кирмонас
Original Assignee
Научно-Исследовательский Институт Физиологии И Патологии Сердечно-Сосудистой Системы Им.З.Янушкявичюса
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 Научно-Исследовательский Институт Физиологии И Патологии Сердечно-Сосудистой Системы Им.З.Янушкявичюса filed Critical Научно-Исследовательский Институт Физиологии И Патологии Сердечно-Сосудистой Системы Им.З.Янушкявичюса
Priority to SU884366302A priority Critical patent/SU1544369A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1544369A1 publication Critical patent/SU1544369A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относитс  к медицинской технике и может быть использовано дл  измерений активного и реактивного сопротивлени  электродов, а также дл  измерени  диагностических параметров биообъекта. Цель изобретени  - упрощение конструкции и повышение точности измерени  за счет осуществлени  пр мого измерени  искомой величины. Сигнал от генератора 1 низкой частоты поступает на вход повторител  напр жени  6, выходной сигнал с которого одновременно подаетс  на исследуемые электроды 2 и 3 и на регулируемый потенциометр 10. Сигнал, прошедший через электроды 2 и 3, инвертируетс  в инверторе 7, проходит второй регулируемый потенциометр 11 и фазовращатель 8. Выходной сигнал фазовращател  через резистор 15 суммируетс  с сигналом, прошедшим регулируемый потенциометр 10 на инверсионном входе сумматора 9. В процессе измерени  при выбранной частоте сигнала добиваютс  путем подстройки регулируемых потенциометров 10 и 11 того, чтобы выходное напр жение сумматора стало равным нулю. Эквивалентные параметры электродов определ ют по значени м потенциометров 10 и 11, сопротивлению резистора 16, емкости конденсатора 17 и частоте подавл емого сигнала. 1 з.п., 1 ил.The invention relates to medical technology and can be used to measure active and reactive resistances of electrodes, as well as to measure diagnostic parameters of a bioobject. The purpose of the invention is to simplify the design and improve the measurement accuracy by directly measuring the desired quantity. The signal from the low-frequency generator 1 is fed to the input of the voltage follower 6, the output signal from which is simultaneously fed to the electrodes 2 and 3 under study and to the adjustable potentiometer 10. The signal passed through the electrodes 2 and 3 is inverted in the inverter 7, the second adjustable potentiometer passes 11 and the phase shifter 8. The output signal of the phase shifter through the resistor 15 is summed with the signal having passed the adjustable potentiometer 10 at the inversion input of the adder 9. During the measurement process, at the selected frequency, the signal is obtained by Adjustable potentiometers 10 and 11 ensure that the output voltage of the adder becomes zero. The equivalent parameters of the electrodes are determined by the values of potentiometers 10 and 11, the resistance of the resistor 16, the capacitance of the capacitor 17, and the frequency of the suppressed signal. 1 Cp, 1 Il.

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к приборам для исследования электрических параметров электродов, применяемых в датчиках медицинской аппаратуры, кроме того, может быть использовано в приборах для измерения диаг- 5 ностических параметров биологического объекта.The invention relates to medical equipment, namely to devices for studying the electrical parameters of electrodes used in sensors of medical equipment, in addition, can be used in devices for measuring diagnostic parameters of a biological object.

Цель изобретения — повышение точности измерения.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.

На чертеже представлена электрическая ю схема устройства для измерения эквивалентных параметров импеданса электродов.The drawing shows an electrical diagram of a device for measuring equivalent parameters of the impedance of the electrodes.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока,электроды 2 и 3, импеданс 4 биообъекта, измеритель 5 напряжения, построенные на операционных усилителях, повторитель 6 напряжения, инвертор 7, фазовращатель 8 и сумматор 9, а также два потенциометра 10 и 11, пять резисторов 12—16 и конденсатор 17.The device contains an alternating current generator 1, electrodes 2 and 3, a biological object 4 impedance, a voltage meter 5 built on operational amplifiers, a voltage follower 6, an inverter 7, a phase shifter 8, and an adder 9, as well as two potentiometers 10 and 11, five resistors 12— 16 and capacitor 17.

Генератор 1 переменного тока соединен 20 с неинвертирующим входом повторителя 6 напряжения, выход которого через потенциометр 10 соединен с инвертирующим входом сумматора 9. Выход повторителя 6 напряжения соединен через электрод 2, импеданс 4, электрод 3 с инвертирующим ^5 входом инвертора 7. Выход инвертора 7 через потенциометр 11 соединен с неинвертирующим, а через резистор 13 — с инвертирующим входами фазовращателя 8. Выход фазовращателя 8 соединен через резистор 15 с инвертирующим входом сумматора 9. Резисторы 12, 14 и 16 включены соответственно в цепи отрицательных обратных связей инвертора 7, фазовращателя 8 и сумматора 9. Неинвертирующие входы инвертора 7 и сумматора 9 заземлены, а неинвертирующий 35 вход фазовращателя 8 заземлен через конденсатор 17.The alternator 1 is connected 20 to the non-inverting input of the voltage follower 6, the output of which through the potentiometer 10 is connected to the inverting input of the adder 9. The output of the voltage follower 6 is connected through the electrode 2, impedance 4, electrode 3 with the inverter 7 inverting ^ 5 input. Inverter 7 output through a potentiometer 11 is connected to a non-inverting, and through a resistor 13 - to the inverting inputs of the phase shifter 8. The output of the phase shifter 8 is connected through a resistor 15 to the inverting input of the adder 9. Resistors 12, 14 and 16 are included respectively in the The negative feedback loop of inverter 7, phase shifter 8 and adder 9. Non-inverting inputs of inverter 7 and adder 9 are grounded, and non-inverting 35 input of phase shifter 8 is grounded through capacitor 17.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Сигнал от генератора 1 переменного тока (низкой частоты) поступает на неинвер- 40 тирующий вход повторителя 6 напряжения. Выходной сигнал с повторителя 6 напряжения одновременно подается на электрод 2 и на потенциометр 10. Сигнал, прошедший через электроды 2 и 3, а также через био- 45 объект, инвертируется в схеме инвертора 7. Далее этот сигнал проходит потенциометр 11, фазовращатель 8. Выходной сигнал фазовращателя 8 через резистор 15 суммируется с выходным сигналом повторителя 6 напряжения, прошедшим через потенциометр 50 10, на инвертирующем входе сумматора 9.The signal from the generator AC 1 (low frequency) is applied to neinver- 40 6 tiruyuschy input voltage repeater. The output signal from the voltage follower 6 is simultaneously supplied to the electrode 2 and to the potentiometer 10. The signal transmitted through the electrodes 2 and 3, as well as through the bio- 45 object, is inverted in the inverter circuit 7. Then this signal passes through the potentiometer 11, phase shifter 8. The output the signal of the phase shifter 8 through the resistor 15 is summed with the output signal of the voltage follower 6 passed through the potentiometer 50 10 at the inverting input of the adder 9.

В случае равенства сопротивлений резисторов 12 и 15, а также резисторов 13 и 14 значение напряжения выходного сигнала сумматора LU связано с значением напряжения входного сигнала от генератора Цех 55 уравнениемIn case of equal resistance of the resistors 12 and 15, as well as the resistors 13 and 14, the voltage value of the output signal of the adder LU is connected with the voltage value of the input signal from the generator Shop 55 by the equation

Ц вых —itCT JRo_ Rot т г +шт ’ Z К/ ‘ и вх, где L — искомая комплексная величина сопротивления электродов;C o —itCT JRo_ Rot r g + pcs 'Z K /' and in, where L is the desired complex value of the resistance of the electrodes;

Ro— сопротивление резистора 16;Ro is the resistance of the resistor 16;

Ri, R.2—сопротивление потенциометров 11 и 10;Ri, R.2 — resistance of potentiometers 11 and 10;

С— емкость конденсатора 17;C is the capacitance of the capacitor 17;

ω — угловая частота сигнала.ω is the angular frequency of the signal.

В процессе измерения параметров комплексной величины L при выбранной частоте сигнала добиваются путем подстройки потенциометров 11 и 10 того, что выходное напряжение равно нулю.In the process of measuring the parameters of the complex quantity L at a selected signal frequency, by adjusting the potentiometers 11 and 10, the output voltage is equal to zero.

Тогда искомое сопротивлениеThen the desired resistance

L=R2·L = R 2

1—ίωτ1 — ίωτ

-j-ίωτ’ (2)-j-ίωτ ’(2)

Решая уравнение (2), получаем соответствующие значения модуля сопротивления |L|, активной и реактивной составляющей а и b сопротивления L и угла фазового сдвига между активной и реактивной составляющими |L| = R2;Solving equation (2), we obtain the corresponding values of the modulus of resistance | L |, the active and reactive component a and b of the resistance L and the angle of the phase shift between the active and reactive components | L | = R 2 ;

— (ωτ)2 + (ωτ)2'- (ωτ) 2 + (ωτ) 2 '

2ωτ p2.2ωτ p2.

-j- (ojt)'z-j- (ojt) ' z '

R2 R 2

Таким образом, меняя частоту сигнала, определяем эквивалентные параметры электродов как функцию частоты.Thus, changing the frequency of the signal, we determine the equivalent parameters of the electrodes as a function of frequency.

В процессе каждого измерения получаем суммарную величину импеданса двух электродов и подкожного слоя биообъекта. Для получения эквивалентного значения каждого отдельного электрода исследованию подвергают три пары электродов, которые попарно подключают к указанной схеме измерения. Определяют комплексные величины импедансов для каждой пары электродов L,2, Li3,L23, которые можно представить системой уравненийIn the process of each measurement, we obtain the total impedance of the two electrodes and the subcutaneous layer of the biological object. To obtain the equivalent value of each individual electrode, three pairs of electrodes are examined, which are connected in pairs to the indicated measurement circuit. The complex values of the impedances are determined for each pair of electrodes L, 2 , Li3, L 2 3, which can be represented by a system of equations

Li 2= L1 -ф Ln -ф L2;Li 2 = L 1 -ph Ln -ph L 2 ;

L13= L1 + Lt 1-j-Lt2+L3;L13 = L1 + Lt 1-j-Lt 2 + L3;

L2s— L2-|-Lt2-|-L3, где L|, L2, L3 — эквивалентный импеданс каждого электрода;L 2 s — L 2 - | -Lt 2 - | -L 3 , where L |, L 2 , L3 is the equivalent impedance of each electrode;

Ln, Lt2 — эквивалентные импедансы биообъекта.Ln, Lt 2 - equivalent impedances of a biological object.

Учитывая, что импеданс подкожного слоя на два-три порядка ниже импеданса электродов, получаем эквивалентные параметры импеданса каждого исследуемого электрода по формулам т L|2-|-L|3t-L23. .Considering that the impedance of the subcutaneous layer is two to three orders of magnitude lower than the impedance of the electrodes, we obtain the equivalent impedance parameters of each electrode under study by the formulas t L | 2 - | -L | 3t-L23. .

L| Т ' L | T '

L2^= L12-L|3 + L23;L 2 ^ = L 12-L | 3 + L 23;

т —Li 2 —|— L1 з~|— L23 3 9 >t - Li 2 - | - L1 s ~ | - L23 3 9>

(1)(1)

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Устройство для измерения эквивалентных параметров импеданса электродов, содержащее генератор переменного тока, два электрода, фазовращатель, выполненный 5 на операционном усилителе, неинвертирующий вход которого заземлен через конденсатор, два потенциометра, измеритель напряжения и пять резисторов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности из- ю мерения, введены повторитель напряжения, инвертор и сумматор, при этом генератор переменного тока соединен через неинвертирующий вход повторителя напряжения и первый потенциометр с инвертирующим входом сумматора, неинвертирующий вход ко- 15 торого заземлен, а выход соединен с измерителем напряжения, кроме того, выход пов торителя напряжения соединен через электроды с инвертирующим входом инвертора, неинвертирующий вход которого заземлен, а выход соединен через первый резистор с инвертирующим, а через второй потенциометр с неинвертирующим входами фазовращателя, выход которого соединен через второй резистор с инвертирующим входом сумматора, причем третий, четвертый, и пятый резисторы включены соответственно в цепи отрицательных обратных связей инвертора, фазовращателя и сумматора, а инвертирующий вход повторителя напряжения соединен с его выходом.1. A device for measuring equivalent parameters of the impedance of the electrodes, containing an alternating current generator, two electrodes, a phase shifter made 5 on an operational amplifier, the non-inverting input of which is grounded through a capacitor, two potentiometers, a voltage meter and five resistors, characterized in that, in order to increase accuracy of measurement, a voltage follower, an inverter and an adder are introduced, while the alternator is connected through a non-inverting input of the voltage follower and the first potentiometer with nvertiruyuschim adder input, a noninverting input 15 Ko torogo grounded, and an output connected to a voltage meter furthermore dressings toritelya output voltage is connected through electrodes to the inverting input of the inverter, a non-inverting input of which is grounded and the output is connected via a first resistor to the inverting and by a second potentiometer with non-inverting inputs of the phase shifter, the output of which is connected through a second resistor to the inverting input of the adder, the third, fourth, and fifth resistors included in the circuit, respectively tritsatelnyh feedback inverter, phase shifter and an adder, and the inverting input of the voltage follower connected to its output. 2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что величины сопротивлений первого и четвертого, а также второго и третьего резисторов равны между собой.2. The device according to π. 1, characterized in that the resistance values of the first and fourth, as well as the second and third resistors are equal to each other. Редактор И. Шулла Закащ 449 Editor I. Shulla Zakash 449 Составитель А. Дмитриева Техред И. Верес Корректор А. Обрсчар Тираж 546 Подписное Compiled by A. Dmitriev Tehred I. Veres Corrector A. Obrschar Circulation 546 Subscription
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРVNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee for Science and Technology 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб., д. 4/5113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., D. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 101Production and Publishing Plant "Patent", Uzhhorod, st. Gagarin. 101
SU884366302A 1988-01-20 1988-01-20 Device for measuring equivalent parameters of electrode impedance SU1544369A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884366302A SU1544369A1 (en) 1988-01-20 1988-01-20 Device for measuring equivalent parameters of electrode impedance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884366302A SU1544369A1 (en) 1988-01-20 1988-01-20 Device for measuring equivalent parameters of electrode impedance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1544369A1 true SU1544369A1 (en) 1990-02-23

Family

ID=21350789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884366302A SU1544369A1 (en) 1988-01-20 1988-01-20 Device for measuring equivalent parameters of electrode impedance

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1544369A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Проблемы создани аппаратуры дл медицинских лабораторных исследований. Тезисы докладов Всесоюзной конференции ч. V.-Л., 1974, с. 117-120. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ackmann Complex bioelectric impedance measurement system for the frequency range from 5 Hz to 1 MHz
EP0417796B1 (en) Hematocrit measuring instrument
Hayes et al. Operational-Amplifier, Alternating-Current Polarograph with Admittance Recording.
SU1544369A1 (en) Device for measuring equivalent parameters of electrode impedance
CN111289806A (en) Dynamic measurement circuit of array type capacitive sensor
Torrents et al. Compensation of impedance meters, when using an external front-end amplifier
CN212364429U (en) Dynamic measurement circuit of array type capacitive sensor
RU2204839C2 (en) Electrochemical object parameter meter
SU1479883A1 (en) Bridge for measuring components of complex conductivity in high-frequency range
RU2016543C1 (en) Method of studying functional status of biological test object and apparatus for effecting same
SU949539A1 (en) Conductometric pickup resistance meter
SU718919A1 (en) Frequency converter
SU991339A2 (en) Hall-effect generator temperature compensation device
RU2103676C1 (en) Method of compensation of series active resistance of electrochemical cell in voltammetry
SU737821A1 (en) Dipole moment measuring method
SU904102A1 (en) Device for symmetrization of three-phase network operation method
RU2174688C1 (en) Method for measuring separate parameters of n- element two-terminal networks by means of multiple-port transformer bridge
SU712775A1 (en) Automatic meter of complex resistance components
SU676868A1 (en) Gyroinstrument testing device
RU2209441C2 (en) Filter of symmetrical components of electric signal
SU954891A1 (en) Three-element two-terminal network parameter converter
SU879493A2 (en) Device for measuring power amplifier harminic coefficient
SU883816A2 (en) Hall generator temperature compensation device
SU1075333A1 (en) Device for measuring concentrations of doping additions in semiconductors
SU890256A2 (en) Device for measuring complex resistance