Устройство для измерения проводимости кожи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ 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 ЯО 1565481 А 1 (51)5 А 61 В 5/05 2соединен 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 на пряже ни я соеди нен с упра вл яю щи;.ф входом ключа. 2 ил.Изобретение относится к медицинскойтехнике, а точнее к устройствам для измерения электрических свойств кожи, и можетбыть использовано в медицине и экспериментальной психологии.Цель изобретения - повышение точностиизмерения проводимости кожи,На фиг. 1 представлена блок-схема устройство для измерения проводимости кожи;на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. 10Устройство для измерения проводимостикожи содержит электроды 1 - 4, операционный усилитель 5, резистор 6, дифференциальный усилитель 7, блок 8 формирования опорного напряжения, регулируемый источник 9напряжения и ключ 10.Пары электродов 1, 3 и 2, 4 находятсясоответственно в электродных корпусах 11и 12 (фиг. 1), причем электрод 2 соединенс инвертирующим входом операционногоусилителя 5, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной питания устройства. Выход операционного усилителя 5,который является одновременно выходомустройства, соединен со своим инвертирующим входом через резистор 6. Дифференциальный усилитель 7, блок 8 формированияопорного напряжения, регулируемый источник 9 напряжения и ключ О соединены последовательно. При этом выход ключа 1 Оподключен к электроду 1. Электроды 3 и 4подключены к входам дифференциального 30усилителя 7, выход которого соединен с вторым входом источника 9 напряжения, а второй выход блока 8 формирования опорногонапряжения соединен с управляющим входом ключа 10. При этом блок 8 формирования опорного напряжения состоит из блока 13 управления и последовательно соединенных ключевого элемента 14, ячейки 15памяти и сумматора 16. Причем первый выход блока 13 управления соединен с управляющим входом ключевого элемента 14, авторой - с вторым входом блока 8 формирования опорного напряжения. Второй входсумматора 16 соединен с источником стабилизированного напряжения, а выход - спервым выходом блока 8 формирования опорного напряжения. 45Блок 3 управления выполнен в виденесимметричного генератора с прямым и инверсным выходами. Он обеспечивает дварежима работы устройства: режим 1 - измерение и запоминание суммы биопотенциала между местами наложения электродных 50корпусов 11 и 12 и потенциала поляризациипары электродов 3 и 4, режим 2 - формирование опорного напряжения, скорректиро.ванного на величину паразитных потенциалов, измеренных в режиме 1.Блок 8 формирования опорного напряжения обеспечивает периодическое измерение разности биопотенциалов между местами наложения электродных корпусов1 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 1 О, 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 - Ез 4 и разности биопотенциалов между точками наложения электродов корпусов. 11 и 12 - Ое (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 У,т.По истечении времени, необходимого на процедуру выборки и запоминания (десятки миллисекунд), в момент 1 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 1 и 12 некоторое напряжение У,. Это напряжение с точностью до суммы Ез 4 ь+/.(1) отводится электродами 3 и 4 на вход дифференциального усилителя, так что на его выходе и первом входе регулируемого источника 9 напряжения оказывается напряжениеУ 4+Ез 4(4) + + ълНа второй вход источника 9 напряжения поступает напряжение с выхода сумматора 16, равное (И+Ез 4(1.,:)+бЬ(1 м). 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 равенствац = СА -1- Ез 4 Я - Ез 4(и)+Ь 7,7 70 Составитель В.Техред И. ВересТираж 551итета по изобретеа, Ж - 35, Рачши комбинат Г 1 атен тенева 6от поляризации электродов 1 и 2 и равный ы=У, Угде У, - проводимость кожи, В результате выходное напряжение устройства равно Ув я=(Уиьн К;) Ук,а погрешность измерения проводимости опре деляется степенью компенсации поляризации электродов 3 и 4 и биопотенциала и равнаЕЗ 4(Ь) - ЕЗ 4(1 ог) ЗбяЯ Ът(Ьо 7)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 проводимостикожи, содержащее первый электрод, операРедактор Л. ЗайцеваЗаказ 1 79ВНИИПИ Государственного ко113035, МоскПроизводственно-издательск 6ционный 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 10 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 управляющим входом ключа, выход ключа соединен с вторым электродом, причем первый и четвертый, второй и третий элек.роды попарно объединены в двух корпусах, ин О формационный вход ключа соединен с выходом регулируемого источника напряжения Корректор Т Ма 1 епПодписноеиям и открытиям при ГКНТ Ская наб., д. 475т, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10