Gambar 25. Makanisme untuk piezoresistivitas. (a) Batang saat istirahat (tidak ada gaya yang diberikan), (b) batang dibawah gaya tekan (C) batang di bawah gaya tarik
Perubahan resistansi pada sekitar linier akan berubah dalam dimesi kecil, asalkan L jauh lebih sedikit dibandingkan ΔL. Tentu saja, jika terlalu besar gaya yang diterapkan, yang terbentuk adalah elastisitas modulus. Hal ini kemudian berguna sebagai transduser. A. Faktor Ukuran Faktor Ukuran (GF) untuk ukuran tegangan sebuah transduser adalah dengan cara membandingkan transduser jenis lainnya. Definisi faktor ukuran:
GF = GF ΔR R ΔL L
/ /
(30)
adalah faktor ukuran (berdimensi) adalah perubahan resistansi dalam ohm adalah resistansi longgar dalam ohm adalah perubahan panjang dalam meter (m) adalah panjang dalam meter
resistensi adalah kawat tipis dari paduan khusus yang terbentang kencang antara dua pendukung yang fleksibel, pada gilirannya terpasang pada diafragma logam tipis. Ketika kekuatan seperti F1 diterapkan, diafragma akan melentur dengan cara yang menyebar pada dukungan lebih lanjut, kemudian menyebabkan ketegangan meningkat dalam kawat resistansi. Ketegangan ini cenderung meningkatkan ketahanan kawat dalam jumlah sebanding dengan gaya yang diterapkan. Demikian pula, jika kekuatan seperti F2 diterapkan pada diafragma, bagian ujung mendukung bergerak lebih dekat bersama-sama, mengurangi ketegangan dalam kawat yang kencang. Tindakan ini sama dengan menerapkan gaya tekan aa ke kawat. Hambatan listrik dalam hal ini akan berkurang dalam jumlah sebanding dengan gaya yang diterapkan. Sebuah ikatan pengukur tegangan dibuat dengan kawat tipis atau elemen foil untuk diafragma, seperti yang ditunjukkan pada gambar 26b. Meregangkan diafragma pada elemen deforms, menyebabkan perubahan dalam hambatan listrik persis seperti dalam pengukur tegangan terikat. Pengukur regangan yang tak terikat dapat dibangun secara linear sehingga pada bagian atas berbagai gaya yang diterapkan, tetapi sangat halus. Pengukur tegangan terikat, di sisi lain, umumnya lebih kasar tetapi secara linear pada rentang yang lebih kecil dari daya. Perhatikan dengan baik, bagaimanapun, bahwa tidak ada pengukur regangan piezoresistive yang mengambil jumlah besar penyalahgunaan, dan harus selalu diperlakukan sebagai instrumen yang lembut. Banyak transduser pengukur tegangan biomedis dari terikat dengan konstruksi karena rentang linear memadai dan kekasaran ekstra merupakan fitur yang diinginkan di lingkungan medis, di mana orang tidak dapat mengambil jenis tindakan pencegahan yang akan diperlukan jika tipe yang lebih halus digunakan. Catatan, bagaimanapun, bahwa Statham deretan P-23 adalah dari jenis yang tak terikat tetapi dibuat di perumahan yang sangat kuat. Ini di antara transduser tekanan diovascular mobil yang paling umum digunakan dalam pengobatan.
Faktor Pengukur memberi kita sarana untuk mengevaluasi sensitivitas yang relatif dari elemen pengukur tegangan. Semakin besar perubahan resistansi per unit panjang perubahan, semakin besar sensitivitas elemen dan semakin besar faktor pengukur nya. Persamaan 6-30 kadang-kadang diberikan dalam bentuk alternatif GF =
/
(31)
di mana E (tegangan) adalah faktor dari AL / L. B. Jenis Pengukuran Tegangan Ada dua bentuk dasar piezoresistif pengukur tegangan yaitu: terikat dan tak terikat. Gambar 6-26a menunjukkan contoh singkat dari pengukur tegangan terikat. Elemen
Gambar. 26. Pengukuran regangan Piazoresistif; (a) tak terikat ukur regangan (b) ukuran regangan terikat
Sangat sedikit transduser fisiologis pengukur tekanan yang Asumsikan bahwa semua resistor adalah sama (R 1 = R 2 = menggunakan elemen tunggal, sebagian besar menggunakan R 3 = R 4 = R) ketika tidak ada gaya yang diterapkan pada empat elemen pengukur tekanan, yang dihubungkan dalam diafragma, dan membiarkan ΔR = h. Ketika sebuah gaya yang rangkaian jembatan Wheatstone. Dalam jenis yang tak terikat, diterapkan, resistansi R 1 dan R 4 akan R + h, dengan resistensi akan ada empat pendukung, satu untuk setiap persimpangan dari R 2 dan R 3 akan Rh. Dari sebuah versi Persamaan yang jembatan. Dua elemen resistensi akan terhubung ke setiap ditulis ulang adalah 20, kita tahu bahwa tegangan yang keluar dukungan. Dalam berbagai jenis ikatan akan ada foil atau adalah kawat elemen yang disusun dalam penataan jembatan. ( ) ( ) Kedua jenis transduser ditemukan dengan geometri elemen Eo = E x (32) yang menempatkan dua unsur dalam ketegangan dan dua ( ) ( ( ) ( ) ) ( ) ( ) elemen dalam himpitan untuk setiap gaya yang diterapkan. Eo = E x (33) Konfigurasi seperti meningkatkan ke luar dari jembatan untuk setiap gaya yang diterapkan sehingga meningkatkan Eo = E (34) = sensitivitas transduser. Eo = -E (35) Gambar 27a menunjukkan sebuah jembatan Wheatstone dengan elemen pengukur tekanan untuk masing-masing empat lengan jembatan. Kita mungkin menemukan bahwa R 1 dan R 4 C. Sensitivitas Transducer (ɸ) Sensitivitas transduser adalah penilaian yang selaras sejajar satu sama lain sepanjang satu sumbu dari diafragma, sedangkan resistor R 2 dan R 3 yang sejajar satu memungkinkan kita untuk memprediksi tegangan dari luar pengetahuan tentang perangsangan tegangan dan nilai sama lain dan tegak lurus terhadap R 1/R 4 . Pertimbangkan kekuatan yang diterapkan pada diafragma stimulus yang diterapkan. Satuan untuk mengetahui volt yang transduser seperti gambar 27b. Resistor R 1 dan R 3 berada paling kecil dengan rangsangan setiap satuan yang diterapkan dalam ketegangan. pada stimulus. (µV/V/U) Mari kita mempertimbangkan daya transduser. Sebuah daya tertentu biomedis transduser biasanya dikalibrasikn dalam gram. Sebelum kamu menyanggah bahwa ini menjadi salah (gram adalah satuan masa), marilah kita bergegas menunjukkan bahwa daya dalam hal ini akan menjadi daya tarik gravitasi bumi pada masa dari 1 g. Konvensi ini memungkinkan kalibrasi daya transduser menggunakan metrik sederhana dengan berat set dari keseimbangan platform, sebagai lawan gaya konvensional dalam dyne (1 g-daya = 980 dyne). Jika faktor sensitivitas dikenal transducer, maka tegangan luar dapat dihitung dari E. dimana:
− −
−
Eo = ɸ x E xF
(36)
dimana: E adalah potensi luar pada volt (V) E adalah potensi eksitasi dalam volt F adalah gaya yang diberikan dalam gram (g) ɸ adalah sensitivitas dalam µV/V / g Perhatikan bahwa sensitivitas yang terpenting baik dalam desain dan perbaikan alat-alat medis adalah karena memungkinkan kita untuk memprediksi hasil tegangan untuk tingkat stimulus yang diberikan, dan oleh karena itu perolehan dari pengeras diperlukan untuk memproses sinyal. D. Bagian-Padat piezoresistif Pengukur regangan Gambar 27. Pengukuran regangan Jembatan Wheatstone. (a) elemen ukur regangan dalam rangkaian jembatan. (b) konfigurasi mekanik menggunakan diafragma umum
Di masa lalu, sebagian besar transduser pengukur regangan dibuat menggunakan elemen kawat atau elemen logam vakum yang disimpan. Namun sekarang, banyak
perangkat pengukur regangan didasarkan pada teknologi silikon bagian-padat, di mana semua empat elemen jembatan Wheatstone terbentuk dari bahan semikonduktor piezoresistif . Beberapa dibuat mirip dengan pengukur regangan Berikat (yaitu bahan yang disimpan atau disebarkan ke diafragma). Lainnya menggunakan desain penopang di mana unsur-unsur semikonduktor piezoresistif didukung antara pendukung tetap. XII.
TRANSDECER INDUKTIF
Hampir semua properti listrik yang dapat dibuat bervariasi dengan cara yang dapat diprediksi di bawah pengaruh stimulus fisik dapat digunakan untuk transduksi stimulus itu. Induktansi, misalnya, dapat divariasikan dengan mudah oleh gerakan fisik dari inti permeabel dalam sebuah induktor. Induktor, dapat digunakan untuk membuat transduser. pada kenyataannya, tiga bentuk dasar dari transduser induktif, lingkaran tunggal, reaktiv pada jembatan Wheatstone, dan tegangan transformator linear (LVDT) yang diferensial. Tipe pertama, perangkat kumparan tunggal, jarang digunakan dalam peralatan modern. Mereka dibangun seperti mikrofon dinamis, di mana diafragma mempengaruhi baik posisi besi atau inti ferit dalam kumparan atau lapangan dari inti terbentuk dari magnet permanen. Sebuah gaya diterapkan pada diafragma menciptakan arus dalam gulungan yang terakhir dan perubahan induktansi yang dahulu. Sebuah contoh dari jembatan transducer induktif ditunjukkan pada Gambar 6-28a. Fungsi dari hasil luar untuk transduser ini ditunjukkan pada gambar 6-28b. Rangkaian jembatan Wheatstone terdiri dari reaksi kumparan induktif L1 dan L2 ditambah 200 hambatan. Perhatikan bahwa arus yang berselang (ac) perangsangan diperlukan karena reaktansi kumparan adalah nol ketika dc diterapkan. Hewlett-Packard biasanya menggunakan perangsang sinyal 2400Hz di 5V (rms). Produsen lain menggunakan sebanyak 10 V (rms) pada frekuensi antara 400 dan 5000 Hz. Model Hewlett-Packard 1280 transduser ditunjukkan pada Gambar 6-28a digunakan untuk pengukuran arteri dan tekanan darah vena di mm Hg. (Perhatikan bahwa satuan yang diterima dari tekanan torr (1 torr = 1 mm Hg). Dalam ilmu kedokteran, bagaimanapun juga, istilah mm Hg masih digunakan setiap saat). Transduksi terjadi karena perubahan posisi pada inti induktor. Tapi ini hanya menghasilkan data posisi kecuali gaya yang diterapkan beroperasi terhadap beberapa kekuatan lain, seperti pegas. Gaya yang dibutuhkan untuk mengompres atau meregangkan pegas diberikan oleh hukum Hooke: F = -kx, di mana istilah X adalah p erpindahan (perubahan posisi). Pada nol tekanan pengukuran (diafragma transduser terbuka ke udara) diafragma tidak menggembung di kedua arah, sehingga inti armature dipindahkan sama di kedua L1 dan L2 adalah sama, sehingga jembatan ini seimbang. Tidak akan ada tegangan dari luar. Ketika tekanan di atas atau di bawah tekanan atmosfir diterapkan, diafragma menjadi kembung dalam satu arah, dan
Gambar.28. Pengukuran regangan Jembatan Rangkaian untuk model H-P (b) fungsi output.
Wheatstone
Induktif
(a)
ini memaksa dinamo menjadi satu kumparan dari yang lain. Reaktansi induktif masing-masing L1 dan L2 tidak lagi sama, sehingga jembatan tidak seimbang dan tegangan di luar berkembang. Amplitudo dari sinyal ac-luar sebanding dengan besarnya tekanan yang diterapkan, sedangkan fase menunjukkan apakah tekanan positif (kompresi) atau negatif (vakum) (gambar 6-28b). Sensitivitas transduser dalam hal ini adalah sekitar 40 µV / V / mm Hg. Catatan pada Gambar 28a bahwa tegangan luar pada jarum A perangkai diambil dari penyeka dari potensiometer. Kontrol sensitivitas ini digunakan untuk memangkas perbedaan perbedaan normal antara transduser, sehingga instrumentekanan pemantauan dapat dengan mudah dikalibrasi oleh operator yang kurang terampil. Sebuah contoh dari sebuah transducer LVDT ditunjukkan pada Gambar 29. Ini adalah tran sformator dengan primer (L1) dan dua sekunder (L2 dan L3). Para sekunder yang terhubung dalam arti yang berlawanan sehingga arus masing-masing cenderung membatalkan satu sama lain. Ketika stimulus
Gambar.31. Rangkaian Osilator Gambar. 29. Perbedaan voltase linier transformer.
Kapasitor ini terhubung dalam susunan seri ratiometric (gambar 30) sehingga perbedaan sifat dielectric, dari bahan kuarsa kompensasi. Kapasitor dapat dihubungkan dalam rangkaian kapasitif jembatan, RC rangkaian jembatan campuran (keduanya mirip dengan jembatan Wheatstone), atau dalam rangkaian osilator (Gambar 31). Beberapa sirkuit ini dibahas dalam bagian 6-16 juga. Keuntungan dari transduser kuarsa termasuk tingkatan yang sangat rendah (beberapa sumber mengklaim nol) hysteresis, tingkat yang sangat rendah dalam prosentase logam dan paduan sehubungan dengan kristal, tingkat yang sangat rendah pada kepekaan temperatur, sifat yang sangat elastis, dan kasar. XIV. K APASITIF TRANSDUCER
Gambar. 30. kuarsa
Tekanan kuarsa Transduser Homogen yang melebur tekanan
adalah nol, inti mempengaruhi L2 dan L3 sama sehingga saat ini jumlah pembatalan dan oleh karena itu, tegangan keluaran adalah nol. Sinyal perangsang ac diterapkan ke area utama. Ketika stimulus diterapkan pada diafragma, yang dipindahkan pada inti. Reaktansi induktif dari L2 dan L3 tidak lagi sama, sehingga arus masing-masing tidak lagi sama. Pembatalan arus sekunder kurang dari jumlah, sehingga arus mengalir dalam beban lebih menciptakan sinyal tegangan dari luar. Tegangan dari luar ini memiliki kekuatan sebanding dengan rangsangan yang diterapkan dan tahap ini menunjukkan arah inti yang dipindahkan. Dalam kasus transduser tekanan, ini akan memberitahu kita apakah tekanan positif atau negatif.
Kapasitif transducer lain yang terlihat sesekali adalah logam plat pada kapasitif transduser. Ini menyebabkan kapasitansinya dari transducer untuk stimulus. Karena kapasitansinya digunakan, diperlukan sebuah rangsangan ac. Di hampir semua jenis, kapasitif transduser menggunakan pelat seimbang atau piring yang melekat pada kerangka mesin dan kemudian piring bergerak mengubah posisi di bawah pengaruh stimulus. Ingat bahwa kapasitansi sebuah pelat kapasitor yang paralel itu bervariasi, secara langsung dengan daerah piring dan berbanding terbalik dengan pemisahan antara pelat. Salah satu atau kedua dapat bervariasi dalam transduser tertentu.
XIII. TEKANAN SENSOR KUARSA Bentuk lain sensor modern, terutama dalam pengukuran tekanan medis, adalah kuarsa transduser. Perangkat ini pada dasarnya kapasitasnya berdasarkan (lihat bagian 16) tetapi dibuat berbeda daripada transduser kapasitas lainnya. Kapsul sensor, tekanan perangkat ini terbuat dari homogen leburan kuarsa (gambar 30). Ada dua kapasitor dalam kapsul: kapasitor tekanan (Cp) dan kapasitor referensi (Cref). Pelat kapasitor terbuat dari logam mulia yang telah disimpan ke permukaan pada masing-masing kursa kapsul.
Gambar 32. Transduser kapasitansi sederhana
Gambar. 33. Piringan kupu kupu transducer.
Salah satu bentuk transduser berkapasitif terdiri dari disc logam paralel padat pada diafragma logam fleksibel, dua elemen yang dipisahkan oleh udara atau dielektrik pada vakum (gambar 32). Konstruksi ini sangat mirip dengan yang ada pada kapasitor mikrofon, yang sebenarnya transduser untuk gelombang suara. Ketika sebuah gaya yang diterapkan pada diafragma, ia akan bergerak baik dekat atau lebih jauh dari disc stasioner. Hal ini meningkatkan atau menurunkan kapasitansinya masing-masing. Bentuk lainnya yang dikenal (gambar 33) menggunakan pelat logam stasioner (yaitu stator) dan piring bergerak berputar. Lempeng bergerak biasanya berbentuk kupu-kupu. Kapasitansiny bervariasi karena posisi rotor menentukan berapa dari pelat stator yang dilindungi oleh rotor. Hanya pada satu posisi saja akan membayangi paling besar, sehingga kapasitansi juga akan besar. Pada 90 rotasi dari posisi itu, bayangan terkecil, sehingga kapasitansi juga sedikit.
Gambar .35. Transduser elektometer
Gambar 34 masih menunjukkan bentuk lain dari kapasitansi transduser. Dalam jenis transduser, pelat logam bergerak (P3) ditempatkan di antara dua pelat stasioner (P1 dan P2). Ini membentuk perbedaan kapasitor yang terdiri dari dua bagian (gambar 34b). Kapasitor C1 adalah kapasitansi antara pelat P1 dan P3 sementara kapasitansi C2 adalah kapasitansi antara pelat P2 dan P3. Ketika sebuah gaya yang diterapkan pada pelat diafragma, P3 akan bergerak lebih dekat satu pelat ujung dari yang lain. Bila gaya ini dalam arah yang ditunjukkan oleh panah, maka P3 lebih dekat ke P2 dibanding P1, sehingga kapasitansi C2 lebih besar dari C1. Dalam situasi yang berlawanan pelat bergerak lebih dekat ke P1 dibanding P2, sehingga kapasitansi C1 lebih besar dari C2. Ada beberapa cara untuk menggunakan transduser yang kapasitansinya dalam rangkaian peralatan. Salah satu metode, meskipun jarang digunakan dalam aplikasi biomedis, adalah menjadikan transduser sebagai bagian dari aliran resonansi LC yang mengendalikan frekuensi osilator. Perubahan kapasitansi di bawah berpengaruh pada stimulus yang akan berfrekuensi dalam osilator (yaitu, akan mengatur frekuensi) jumlah sebanding terhadap stimulus.
Gambar. 36. Jembatan wheatstone kapasitif Gambar. 34. Perbedaan transducer kapasitansi. (a) Struktur mekanik. (b) Simbol skema
Cara lain, yang ditunjukkan pada Gambar 35, disebut teknik elektrometer. Dalam aliran ini, kapasitansi transduser dibebankan melalui sumber arus konstan (R1 dan E). Tegangan kapasitansi (tegangan diterapkan untuk memasukan dari penguat) tergantung pada kapasitansi, yang sebanding dengan stimulus yang diterapkan. Salah satu metode yang paling umum adalah dengan menggunakan transduser kapasitor di salah satu lengan jembatan Wheatstone (Gambar 36). Dua lengan jembatan adalah resistensi, sementara dua lengan reaktansi kapasitif. Kapasitor C1 mewakili kapasitansi transduser, sedangkan C2 adalah kapasitansi dari penghias kapasitor variabel yang digunakan untuk menyeimbangkan jembatan dalam kondisi stimulus nol. Dalam beberapa kasus resistor R2 akan menjadi bagian kedua dari perbedaan kapasitor. Dalam kondisi stimulus nol kapasitansi C2 dan kapasitansi yang menggantikan R2 pada Gambar 36 akan sama, tetapi di bawah pengaruh stimulus, perubahan hubungan dan keseimbangan yang rancu. XV.
TRANDUCER TEMPERATURE
Ada tiga jenis umum transduser suhu: termokopel, termistor, dan solid-state PN junction. ini, dua terakhir menemukan penggunaan terbesar dalam aplikasi klinis, sedangkan ketiganya digunakan dalam aplikasi penelitian biomedis dan biofisik.
Termokopel (gambar 37a) terdiri dari dua konduktor yang berbeda atau semikonduktor bergabung bersama di salah satu ujungnya. Karena fungsi kerja dari dua bahan yang berbeda, potensi akan dihasilkan ketika persimpangan ini dipanaskan. Potensi adalah linier dengan perubahan temperatur pada kisaran yang relatif luas, meskipun pada batas yang ekstrim suhu untuk pasangan material yang diberikan menjadi nonlinier dan meningkat tajam. Transistor (resistor termal) adalah resistor yang desain untuk mengubah nilai dengan cara yang dapat diprediksi dengan perubahan suhu (gambar 37b). Koefisien suhu positif (PTC) perangkat meningkatkan daya tahan dengan meningkatnya suhu. Sebagian besar termistor memiliki kurva non linier ketika kurva diplot pada rentang temperatur yang luas, tetapi ketika terbatas pada kisaran suhu yang sempit (seperti suhu tubuh manusia), linieritasnya lebih baik. ketika termistor yang digunakan, perlu untuk memastikan bahwa suhu tidak diperbolehkan pergi ke kisaran dimana kalibrasi yang tidak diketahui atau sangat nonlinier. kebanyakan transduser suhu medis adalah termistor. Kelas terakhir dari transduser termal adalah solid-state PN junction dioda (gambar 37c). jika Anda mengambil penyearah solid-state dioda biasa dan menghubungkannya melintasi ohmmeter, Anda dapat mengamati fenomena ini. perhatikan resistance bias maju pada suhu kamar, dan lalu panaskan dioda untuk sementara dengan lampu atau solder. resistansi dioda turun dengan meningkatnya suhu. Kebanyakan suhu transduser, bagaimanapun, menggunakan transistor bipolar dihubungkan dioda-seperti yang pada gambar 37c. kita tahu bahwa tegangan basis pemancar dari transistor sebanding dengan suhu. untuk pasangan diferensial dalam gambar 37c tegangan keluaran transduser adalah
ΔV = be
(37)
dimana -23 o K konstanta Blotzman (1,38 X 10 J/ K) T Temperature dalam derajat kelvin (0oC = 273oK) -19 q Nilai Elektronik, 1,6 X 10 coulomb per electron Ic2 dan Ic2 pengumpulan arus Q1 dan Q2 berturut turut.
Gambar 37. Tiga tipe transduser temperatur. (a) thermocouple. (b) Thermistor. (c) PN junction
Kuantitas K / q adalah rasio konstanta dan konstan dalam semua keadaan. rasio Ic1/Ic2 saat ini tetap konstan dengan menggunakan sumber arus konstan dalam rangkaian pemancar dari Q1 dan Q2. tentu saja, logaritma dari konstanta adalah juga sebuah konstanta. jadi satu-satunya variabel dalam persamaan 37 a dalah temperatur. sirkuit pada gambar 37c memiliki satu keuntungan yang berbeda atas informasi yang lainnya: yaitu luas linier atas sebagian besar suhu (sampai ke titik di mana termistor rusak), sehingga tegangan keluaran ΔV be dapat diproses dalam amplifier sederhana dan tidak memerlukan sirkuit khusus untuk melinearkan hasil.
Jika sebuah penguat gain cocok dipilih dan diberikan, maka suhu dan tegangan keluaran penguat dapat dibuat secara numerik yang setara, memungkinkan perangkat voltmeter pembacaan dengan mudah. kebanyakan sistem instrumen tersebut ditingkatkan untuk menghasilkan tegangan output amplifier dari 10 mV/K XVI. MENCOCOKAN SENSOR UNTUK RANGKAIAN Gambar 38 menunjukkan serangkaian berbagai bentuk model rangkaian sensor. Dalam setiap rangkaian, arus resistansi sumber R ditampilkan, dan (dalam beberapa sirkuit) sumber tegangan ditampilkan. Pada 38 a menunjukkan standar single-ended sensor ground. single-ended berarti satu sisi sirkuit sensor ground. jika tidak ada bagian yang di bumikan (ground), maka sensor dikatakan single-ended floating sensor . (gambar 38b). sinyal output direferensikan baik ke ground atau ke titik tunggal umum non ground. Bentuk ini kadang-kadang mengalami gangguan serius dari bidang eksternal, terutama di hadapkan frekuensi yang audio yang kuat, frekuensi radio, atau bidang listrik sebesar ac 60 Hz ac. Variasi pada singleended floating digerakkan dari sensor ground yang ditunjukkan pada Gambar 38c. Jika sensor mendorong output melalui resistensi yang sama, dikatakan seimbang. Gambar 38d menunjukkan contoh dari sensor ground seimbang. pada bentuk rangkaian output, sensor dirujuk ke ground melalui resistensi yang sama (baik menunjuknya R). Versi ditunjukkan pada Gambar 38e adalah contoh dari sebuah sensor mengambang seimbang. yaitu, sensor terhubung ke non ground di titik A dan output hingga dua resistensi yang sama R. Titik penting untuk diingat tentang sensor mengambang seimbang adalah bahwa keduanya seimbang dan tidak dibumikan. Akhirnya, pada gambar 38f kita melihat digerakkan dari rangkaian sensor ground yang seimbang.
Gambar. 39. (a) Rangkain sirkuit Single-ended ; (b) Input diferensial; (c) Rangkaian Ekuivalen amplifier single ended ; (d) Rangkaian ekuivalen differnsial amplifier.
A. Rangkaian Amplifier Input
rangkaian output dari sensor biasanya terhubung ke sirkuit pemrosesan sinyal, paling sering amplifier dari berbagai macam (meskipun sirkuit tertentu juga digunakan kadangkadang). Sayangnya, ada beberapa jenis yang berbeda dari masukan rangkaian amplifier, dan tidak semua sensor dapat dengan mudah dihubungkan dengan mereka semua. Gambar 39 menunjukkan empat tipe dasar dari rangkaian input. Gambar 39a menggambarkan sirkuit tipe 1 dan penguat berakhir tunggal. Sirkuit input dimodelkan sebagai perlawanan ke ground. Gambar 39b menunjukkan sirkuit tipe 2 yang dimodelkan sebagai sepasang input diferensial yang melihat resistensi sama dengan ground. Di kedua rangkaian output adalah sumber tegangan secara seri dengan output resistansi. gambar 39 c menunjukkan sirkuit input tipe 3, berakhir tunggal, mengambang, dan terlindung. Input yang menyerupai reguler menunjukkan input yang berakhir tunggal dalam gambar 39a, tapi input didasarkan dan dilindungi dari interfensi oleh perisai. Pada gambar 39 d kita melihat sirkuit input tipe 4. Sirkuit ini menyerupai tipe 2, kecuali rangkaian input dilindungi oleh perisai, mengambang, dan dijaga. B. Pencocokan sensor dan amplifier
Gambar 38. Konfigurasi umber sinyal input
Seseorang tidak bisa hanya menghubungkan berbagai bentuk sensor terhadap berbagai bentuk masukan amplifier tanpa pertimbangan yang cermat. Gambar 40 menunjukkan tabel umum yang berkaitan dengan sensor dan amplifier sirkuit. "ya" di blok berarti bahwa kombinasi (baris vs kolom) yang direkomendasikan. "tidak" berarti ada masalah dengan itu kombinasi praticular, sehingga tidak direkomendasikan.
Ada dua kombinasi yang mungkin atau mungkin tidak bekerja, tergantung pada keadaan, sehingga derajat yang sama hati-hati diperlukan. untuk contoh pencampuran input rangkaian tipe 1 dengan bentuk sirkuit output sensor memerlukan pertimbangan tingkat sinyal. kombinasi ini tidak boleh digunakan ketika output dari sensor di mikrovolt atau millivolt jangkauan. juga, itu bukan ide yang baik untuk mencampur dua tanah, yaitu, masing-masing pada amplifier dan sensor. Salah satu ground harus dihilangkan atau mereka harus bergabung bersama dalam satu titik (juga disebut bintang) tanah. Masalah yang sama terjadi ketika bentuk sensor dan amplifier Input tipe 2 dihubungkan. beberapa penguat diferensial dapat diubah menjadi penguat tunggal berakhir.
Gambar 40. Bagan persimpangan jenis masukan penguat dan sumber sinyal
XVII.
RINGKASAN
A. Ketika elektroda logam dikommbinasikan untuk kulit, half –cell potential gabungan dari dua atau lebih elektroda membentuk elektroda untuk potensial elektroda offset. polarisasi terjadi ketika dc mengalir melalui antarmuka elektroda/kulit B. Piring dan cangkir hisap elektroda digunakan untuk membuat rekaman jangka pendek potensi bioelectric. Dalam semua kasus pasta atau gel elektrolit digunakan antara permukaan elektroda dan kulit. C. Banyak transducer biomedis didasarkan pada prinsip jembatan wheatstone. D. pengukur regangan dibatasi dan tidak dibatasi menggunakan prinsip piezoresistivity untuk membuat tekanan dan kekuatan transduser. E. tiga jenis dasar suhu pengukuran transduser adalah termokopel, termistor dan solid state PN junction. F. Transduser atau sensor harus memiliki beberapa transducible property agar dapat digunakan. G. Transduser dapat dibagi menjadi tipe aktif dan pasif. H. Transduser dan sensor dapat dibagi menjadi 5 katagori: insertion, aplication, charactristic, dynamic, dan environmental.
R EFERENSI [1]
J.J. Carr and J.M. Brown, “ Introduction to Biomedical Equipment Technology”, 4th ed., New Jersey, USA; prentice Hall, 2001.
Ada dua kombinasi yang mungkin atau mungkin tidak bekerja, tergantung pada keadaan, sehingga derajat yang sama hati-hati diperlukan. untuk contoh pencampuran input rangkaian tipe 1 dengan bentuk sirkuit output sensor memerlukan pertimbangan tingkat sinyal. kombinasi ini tidak boleh digunakan ketika output dari sensor di mikrovolt atau millivolt jangkauan. juga, itu bukan ide yang baik untuk mencampur dua tanah, yaitu, masing-masing pada amplifier dan sensor. Salah satu ground harus dihilangkan atau mereka harus bergabung bersama dalam satu titik (juga disebut bintang) tanah. Masalah yang sama terjadi ketika bentuk sensor dan amplifier Input tipe 2 dihubungkan. beberapa penguat diferensial dapat diubah menjadi penguat tunggal berakhir.
Gambar 40. Bagan persimpangan jenis masukan penguat dan sumber sinyal
XVII.
RINGKASAN
A. Ketika elektroda logam dikommbinasikan untuk kulit, half –cell potential gabungan dari dua atau lebih elektroda membentuk elektroda untuk potensial elektroda offset. polarisasi terjadi ketika dc mengalir melalui antarmuka elektroda/kulit B. Piring dan cangkir hisap elektroda digunakan untuk membuat rekaman jangka pendek potensi bioelectric. Dalam semua kasus pasta atau gel elektrolit digunakan antara permukaan elektroda dan kulit. C. Banyak transducer biomedis didasarkan pada prinsip jembatan wheatstone. D. pengukur regangan dibatasi dan tidak dibatasi menggunakan prinsip piezoresistivity untuk membuat tekanan dan kekuatan transduser. E. tiga jenis dasar suhu pengukuran transduser adalah termokopel, termistor dan solid state PN junction. F. Transduser atau sensor harus memiliki beberapa transducible property agar dapat digunakan. G. Transduser dapat dibagi menjadi tipe aktif dan pasif. H. Transduser dan sensor dapat dibagi menjadi 5 katagori: insertion, aplication, charactristic, dynamic, dan environmental.
R EFERENSI [1]
J.J. Carr and J.M. Brown, “ Introduction to Biomedical Equipment Technology”, 4th ed., New Jersey, USA; prentice Hall, 2001.
