Міністерство освіти та науки, молоді та спорту України
Тернопільський національний технічний університет
імені Івана Пулюя
Кафедра біотехнічних систем
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
для виконання практичної роботи
з дисципліни
МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
МЕДИКО-БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
для студентів спеціальності
7.05090204, 8.091002 "Біотехнічні та медичні апарати і системи"
Тернопіль 2014
Бачинський М.В. Методичні вказівки для виконання лабораторних робіт з
дисципліни “ Складні комп’ютерно-біотехнічні системи ” для студентів
спеціальності 7.05090204, 8.091002 " Біотехнічні та медичні апарати і системи
" // Бачинський М.В., – Тернопіль: ТНТУ імені Івана Пулюя, 2012. – 24 с.
Укладачі: к.т.н. Бачинський М.В., лаборант Карпюк Р.О.
Рецензент:
Відповідальний за випуск: зав. кафедрою Яворський Б. І.
Методичні вказівки розглянуто та затверджено на засіданні кафедри
біотехнічних систем Тернопільського національного технічного університету
імені Івана Пулюя, протокол №
від
20
р.
Методичні вказівки схвалено та рекомендовано до друку на засіданні
методичної ради факультету контрольно-вимірювальних та радіокомпю’терних
систем Тернопільського національного технічного університету імені Івана
Пулюя, протокол №
від
20
р.
ПРАКТИЧНА РОБОТА
На тему: Повірка апарата ампліпульс-терапії «Амплипульс-5».
Мета: Виконати повірку апарата «Амплипульс-5».
1. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
1.1 Призначення апарата
Апарат низькочастотної фізіотерапії «АМПЛИПУЛЬС-5» призначений для
лікувальної дії модульованими синусоїдальними струмами звукової частоти.
Апарат призначений для використання в фізіотерапевтичних кабінетах
медичних закладів.
Робочі умови експлуатації:
- температура навколишнього середовища від 10 до 35°С;
- відносна вологість повітря до 80% при температурі 25°С;
- атмосферний тиск від 86 до 106 кПа (від 650 до 800 мм рт. ст.);
- напруга живлення мережі (220±22) В.
Апарат забезпечує такі види лікувального впливу:
«1» - неперервна дія струмом несучої частоти з можливістю вибору різних
коефіцієнтів модуляції та моделюючої частоти;
«2» - переривчаста дія серій модульованих коливань з можливістю вибору
частоти та коефіцієнтів модуляції, які чергуються з паузою;
«3» - неперервна дія серії модульованих коливань з можливістю вибору частоти
та коефіцієнта модуляції, які чергуються з серіями не модульованих коливань
несучої частоти;
«4» - неперервна дія серій модульованих коливань з можливістю вибору частоти
та коефіцієнта модуляції, які чергуються з серіями модульованих коливань
частотою 150 Гц та паузою;
«5» - переривчаста дія серії модульованих коливань з можливістю вибору
частоти та коефіцієнта модуляції, які чергуються з серіями модульованих
коливань з частотою 150 Гц та паузою.
3
1.2 Методика повірки
1.2.1 Операції повірки
При повірці повинні виконуватися операції та використовуватися засоби
вказані в табл. 1.1
Таблиця 1.1 – Операції та засоби повірки
Обов’язковість
проведення операцій
при:
експлуата
випуску із
виробництва
ції та
та ремонту зберіганні
4
5
Найменування операцій
Номер
пункту
даної
методик
и
Засоби повірки та
їх нормативнотехнічні
характеристики
1
2
3
1.2.3.1
-
Так
Так
1.2.3.2
-
Так
Так
1.2.3.2
-
Так
Так
Так
Так
Так
Так
Так
Так
Так
Так
Осцилограф С1-93;
генератор Г3-56/1
Так
Ні
1.2.3.3 д Осцилограф С1-93
Так
Ні
Зовнішній огляд
Перевірка можливості
установки нуля
Перевірка плавності
регулювання вихідного
струму
Перевірка
працездатності апарату
Визначення значення
максимального
вихідного струму
Визначення погрішності
установки вихідного
струму
Визначення відхилення
несучої частоти від
номінального значення
Визначення погрішності
установки модулюючих
частот
Визначення погрішності
установки коефіцієнтів
модуляції
Осцилограф С1-93;
Регульоване
навантаження
1.2.3.2 опором 200…2000
Ом та потужністю
розсіювання не
менше 25Вт
Міліамперметр
1.2.3.3 а середньоквадратичного значення,
клас точності не
гірше 1,5, гранич1.2.3.3 б
на частота не
менше 5кГц *
1.2.3.3 в Частотомір 43-54
1.2.3.3 г
4
Продовження таблиці 1.1
1
Визначення тривалості
пауз при встановленні
режиму перемодуляції
Перевірка
електробезпеки
2
1.2.3.3 е
3
4
5
Осцилограф С1-93
Так
Ні
1.2.3.3 є Мегомметр
М503М: 5000;
0 — 1000 кОм;
10,05 Так
Ні
100 МОм;
погрішність 1%
робочої довжини
шкали
Перевірка роботи
1.2.3.3 ж Секундомір СТЦтаймера
2М
(або інший з
діапазоном
Так
Ні
вимірювання ≥
10хв та похибкою
вимірювання не
більше 0,01%)
* Допускається використання вольтметра В3-38 (або іншого з аналогічними
характеристиками) для вимірювання спаду напруги на резисторі навантаження
та визначення струму навантаження згідно закону Ома
Примітка: Допускається використовувати інші, новішої розробки засоби
повірки, які пройшли атестацію в органах державної, або з їх дозволу, відомчої
метрологічної служби з погрішністю вимірювання не більшою від допустимої
погрішності відповідного параметра.
1.2.2 Умови повірки та підготовка до неї
1.2.2.1 При проведенні повірки повинні дотримуватися наступні умови:
температура навколишнього повітря (20±5)°С; атмосферний тиск (100±4) кПа;
відносна вологість повітря
(65± 15) %;
напруга живлення не повинна
відрізнятися від номінального більш ніж на ± 10 %.
1.2.2.2. Для проведення повірки збирається схема згідно рис.1.1
1.2.2.3. Апарат, що повіряється, і вимірювальні засоби повинні бути
приведені в робочий стан.
5
1.2.2.4. Апарат, що повіряється, повинен бути навантажений на опір,
значення якого може відрізнятися від вказаного в паспорті не більше ніж на
±10%. Апарат навантажується на опір, відповідно режиму максимального
струму.
1.2.2.5. Робота з апаратами, що повіряються, зразковими і допоміжними
засобами повірки повинна проводитися відповідно до інструкцій по їх
експлуатації.
1.2.3 Проведення повірки
До основних етапів проведення повірки відносяться:
1.2.3.1. Зовнішній огляд. При проведенні зовнішнього огляду повинна
бути встановлена відповідність апарату, що повіряється, наступним вимогам:
комплектність апарату повинна відповідати паспорту; апарат повинен мати
відповідне маркування; апарат і вбудований вимірник струму не повинні мати
механічних пошкоджень і несправностей регулювальних і сполучних елементів.
Рисунок. 1.1. Схема для повірки вихідних параметрів апарату: 1 — апарат, що
повіряється; 2 – міліамперметр середньоквадратичного значення; 3 – опір
навантаження, відповідний режиму максимального вихідного струму апарату
(RH=5Вт-240 Ом ± 5%); 4 – частотомір; 5 – осцилограф двоканальний; 6 –
генератор НЧ;
1.2.3.2.
Опробування.
Перевірка
можливості
установки
показів
вбудованого вимірювача на нуль здійснюється при виведеній в крайнє ліве
6
положення ручці регулювального потенціометра. При включенні апарата
індикатор струму має показувати «0»
Перевірка плавності регулювання вихідного струму повинна проводитися
в невипрямленому режимі роботи апарату, навантаженого на опір, відповідний
режиму максимального вихідного струму, при коефіцієнті модуляції 0. При
плавному обертанні ручки регулювального потенціометра апарату покази
цифрового табло вимірника повинні змінюватися від нуля до максимального
значення плавно, без стрибків.
Перевірка працездатності апарату полягає в повірці можливості роботи
апарату при всіх показах індикаторів „РОД РОБОТИ" з одночасною повіркою
плавності регулювання (у разі плавного регулювання) коефіцієнта модуляцій від
0 до 100 % і можливості роботи апарату в режимі перемодуляції.
При перевірці працездатності апарат навантажується на опір, відповідний
режиму максимального вихідного струму, і встановлюється струм, рівний
половині номінального значення максимального струму. Апарат повинен
забезпечити регулювання коефіцієнта модуляції при натисканні кнопки
«Модуляція %», а також можливість встановлення режиму пере модуляції (має
засвітитись індикатор «>100»). Форми вихідних сигналів при різних показах
індикаторів „РОД РОБОТИ" апарату спостерігаються на екрані осцилографа і
повинні відповідати описам і эпюрам, приведеним в паспорті на даний апарат.
При натисканні кнопок «×1» та «×10» на індикаторі «min» мають
змінюватися
1.2.3.3. Визначення метрологічних параметрів:
а) визначення значення максимального вихідного струму проводиться по
схемі (рис. 1.1) і методиці п. 1.2.3.3 б. Значення максимального вихідного
струму не повинне перевищувати вказаного в паспорті на даний апарат;
б) перевірка значення струму в колі проводиться по схемі, приведеній на
рис.1.1, в невипрямленому режимі при безперервному сигналі і коефіцієнті
модуляції 0.
Середньоквадратичне значення струму відображається на індикаторі
7
Перевірте значення струму в колі при струмі 5, 10, 25, 75, 100мА і
порівняйте їх з показами індикатора. Аналогічні вимірювання проведіть при
коефіцієнті модуляції 50, 75 і 100 %.
Відносна похибка визначається по формулі
I 
²  ²Ò
100%
²
,
(1.1)
де δ — відносна погрішність %;
I — покази індикатора, мА;
IТ — покази міліамперметра, мА;
Значення δ, обчислені за формулою (1.1), не повинні перевищувати 10%;
в) визначення відхилення несучої частоти від номінального значення
проводиться по схемі, приведеній на рис.1.1, при значенні вихідного струму,
рівному
половині
номінального
значення
максимального
струму
в
невипрямленому режимі, і коефіцієнті модуляції, рівному 0. (режим «1»).
Значення частоти вимірюється за допомогою частотоміра.
Відхилення несучої частоти визначається наступним чином:
f 
FÍ  FÂÈÕ
 100%
FÍ
,
(1.2)
де FH – установлене значення несучої частоти FH =5кГц;
FВИХ – виміряне значення несучої частоти.
Відхилення несучої частоти від номінального значення не повинне
перевищувати ±2%;
г) визначення погрішності установки модулюючих частот проводиться по
схемі, приведеній на рис.1.1, у випрямленому режимі (рід роботи – «1») при
значенні
вихідного
струму,
рівному
половині
номінального
значення
максимального струму (50мА), і коефіцієнті модуляції, рівному 100%. На
перший вхід осцилографа подається сигнал з виходу апарата. на другий сигнал з
генератора тієї ж частоти, що і модулюючий сигнал. По сітці на екрані
осцилографа визначається різниця в періодах сигналів. Знаючи період,
визначають частоту. Вимірювання проводять для всіх значень модулюючих
частот.
8
F 
f Í  f ÂÈÕ
100%
fÍ
.
(1.3)
Погрішності установки модулюючих частот, виміряні частотоміром, не
повинні перевищувати 10%;
д) визначення погрішності установки коефіцієнта модуляції проводиться
по схемі, приведеній на рис.1.1. На вхід осцилографа подається модульована
напруга при встановленому значенні коефіцієнта модуляції 100% і показів
індикаторів «РОД РОБОТИ» «1» з мінімальним значенням модулюючої частоти.
Коефіцієнт модуляції визначається по формулі:
M
ac
 100% ,
ac
(1.4)
де: а – максимальне амплітудне значення сигналу;
с – мінімальне амплітудне значення сигналу.
За приведеною вище методикою обчислюються коефіцієнти модуляції для
встановлених значень 25, 50, 75, 100% для трьох значень модулюючих частот:
мінімального, одного з середніх і максимального.
Погрішність установки коефіцієнтів модуляції не повинна перевищувати
±15%;
е) визначення тривалості пауз при встановленні режиму перемодуляції
(коефіцієнт модуляції >100%) проводиться для одного із значень частоти в
середині діапазону модулюючих частот. Для цього за допомогою осцилографа
вимірюються величини періоду модулюючої частоти і тривалості пауз.
Тривалість паузи у відсотках від періоду модулюючої частоти обчислюється за
формулою:

tп
 100%
Т
(1.5)
де tп - тривалість паузи, мм;
Т — тривалість періоду модулюючої частоти, мм.
Значення тривалості пауз повинне знаходитися в межах, вказаних в
паспорті (не менше 20% і не більше 40%);
є) перевірка електробезпеки апарату полягає у визначенні значення
електричного опору ізоляції між колом мережевого живлення і вихідним колом
9
апарату. Для цього апарат відключається від мережі живлення і вимірюється
опір між закороченими штирями вилки мережевого шнура і закороченими
вихідними клемами апарату.
Опір ізоляції повинен бути не менше 7 МОм;
ж) перевірка роботи таймера проводиться за допомогою секундоміра. На
таймері апарата виставляється значення часу 10хв. Одночасно вмикається
таймер апарата та секундомір. Вимкнення секундоміра здійснюється після
звукового сигналу апарата.
Відносна похибка визначається по формулі
t 
t  tc
100%
t
,
(1.6)
де t — встановлена тривалість процедури;
tс — тривалість процедури, визначена секундоміром.
Відносна похибка не повинна перевищувати 5%.
2. ПЕРЕЛІК ОБЛАДНАННЯ, ЯКЕ НЕОБХІДНЕ ДЛЯ ВИКОНАННЯ
РОБОТИ
2.1 Апарат для ампліпульс-терапії Амплипульс-5;
2.2 регульоване навантаження опором 200…2000 Ом та потужністю
розсіювання не менше 25Вт;
2.3 осцилограф С1-93;
2.4 міліамперметр середньоквадра-тичного значення, клас точності не
гірше 1,5, гранич-на частота не менше 5кГц (або вольтметр В3-38);
2.5 частотомір 43-54;
2.6 генератор Г3-56/1;
2.7 Мегомметр М503М;
2.8 Секундомір СТЦ-2М.
10
3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Повірку апарата ампліпульс-терапії «Амплипульс-5» виконуємо згідно
методики, приведеної вище.
3.1. Зовнішній огляд:
Перевірити на наявність механічних пошкоджень.
3.2. Опробування:
При виведенні ручки регулюючого потенціометра в нульове положення
індикатор вихідного струму повинен показувати «0». Перевірити плавність
встановлення струму, наявність сачків. Натиснення відповідних кнопок режими
роботи, модулюючі частоти, час роботи, глибина модуляції та верхня межа
встановлення
струму
повинно
перемикаися
нормально
із
засвіченням
відповідних світлодіодів. Перевірити присутність сигналу на виході при всіх
режимах роботи. Порівняти чи його форма відповідає тій, яка зазначена в
технічному описі на апарат.
3.3. Визначення максимального струму:
Перевірити максимальний вихідний струм при підключенні до виходу
кабеля відведень резистора навантаження опором 250 Ом. Порівняти з вказаним
в паспорті (100мА). Максимальний струм не повинен перевищувати значення
115мА.
3.4. Перевірка значення струму в колі пацієнта:
Визначити відносну похибку згідно (1.1)
Установлені (І) та виміряні (ІТ) значення струму в колі та відносну
похибку (  ) записати у вигляді таблиці:
Таблиця 3.1 – результати вимірювання вихідного струму
М=0%
М=50%
М=100%
І, мА
ІТ, мА
 ,%
11
Визначити чи перевищує відносна похибка допустимий рівень (10%)
3.5. Визначити відхилення несучої частоти від номінального значення за
формулою 1.2.
3.6 Визначення відхилення модулюючої частоти від номінального
значення:
Установлені (fH) та виміряні (fвих) значення частоти в колі та відносну
похибку (  ) записати у вигляді таблиці:
Таблиця 3.2 – Результати вимірювань модулюючої частоти
fН. Гц
20
50
100
150
вих. Гц
δf, %
Перевірити чи відносна похибка не перевищує 10%, зробити висновки.
3.7 Визначити похибки коефіцієнта модуляції проводиться за формулою
(1.4). Оформити максимальне (а) та мінімальне (с) значення сигналу, реальне
значення коефіцієнта модуляції (М) а також відносну похибку у вигляді таблиці:
Таблиця 3.3 – Результати вимірювань коефіцієнта модуляції
Муст., %
25
50
75
100
а, В
с, В
М,%
δМ, %
3.8 Визначення тривалості пауз при встановленні режиму перемодуляції:
По екрану осцилографа визначити тривалості імпульса
і період T,
обчислити τ за формулою (1.5).
Перевірити
чи
вкладається
значення
відносної
похибки
встановлення
коефіцієнта модуляції в допустимі межі (від 20% до 40%).
12
3.9 Визначити опір ізоляції кола «мережа-пацієнт» згідно 1.2.3.3 є. Опір
ізоляції повинен бути не менше 7 МОм.
3.10 Перевірити роботу внутрішнього таймера згідно 1.2.3.3 ж. Відносну
похибку визначити згідно (1.6). Відносна похибка не повинна перевищувати
5%.
3.11 Зробити висновки та оформити звіт
4. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
5. ЛІТЕРАТУРА
5.1 Аппарат для низкочастотной физиотерапии Амплипульс-5. Паспорт.
2.893.063 ПС.
5.2 Аппарат для низкочастотной физиотерапии Амплипульс-4. Паспорт.
3.293.024 ПС.
13