Датчик для регистрации статического тремора

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в технике психофизического эксперимента. Цель изобретения - повышение точности. Датчик для регистрации статического тремора содержит плоский воздушный конденсатор, первая обкладка которого установлена на диэлектрическом основании, ее с зазором b охватывает металлический ленточный пояс шириной а, вторая обкладка расположена на расстоянии h от первой, а ее площадь превышает площадь металлического ленточного пояса. При этом а h b 2 з п ф-лы, 2 ил

(5I)5 А 61 В 5/16

Ф

° ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ы

О

О

О

О

00 (,ь) (") Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4949189/14

Р (22) 22.04.91 (46) 07,09.93. Бюл, N 33 — 36 (71) Науч но-исследовател ьский институт электронных приборов (72) Кочергин В.А. (73) Кочергин В.А. (54) ДАТЧИК ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СТАТИЧЕСКОГО ТРЕМОРА (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в техниИзобретение относится к медицинской технике, а именно к технике психофизического эксперимента, и может быть использовано в профессиональном отборе, спортивной медицине. функциональной.диагностике.

Известны датчики для регистрации статического тремора конечностей, содержащие воздушные конденсаторы, емкость которых изменяется в соответствии с колебаниями конечности испытуемого вследствие колебаний подвижных обкладок, соединенных с конечностью испытуемого, относительно неподвижных обкладок. К таким датчикам относятся, например, датчики для регистрации статического тремора.

Недостатком этих датчиков является невысокая точность измерения составляющих тремора конечности испытуемого, так как при одинаковом треморе конечности значения регистрируемых составляющих тремора будут зависеть от начального расстояния подвижных обкладок относительно неподвижных из-за возникающей при этом раз„„Я „„ 2000083 С ке психофизического эксперимента. Цель изобретения — повышение точности. Датчик для регистрации статического тремора содержит плоский воздушный конденсатор, 0ep8Bsl обкладка которого установлена на диэлектрическом основании, ее с зазором 0 охватывает металлический ленточный пояс шириной а, вторая обкладка расположена на расстоянии h от первой, а ее площадь превышает площадь металлического ленточного пояса, При этом а> h> b. 2 з.п.ф-лы, 2 ил, ной по величине ел1кости расстояния воздушных конденсаторов, обусловленной электрически л полем рассеяния между краями обкладок конденсаторов.

Наиболее близким к изобретению является датчик, содержащий два воздушных конденсатора, расположенных в ортогональных плоскостях, первые две ортогональные обкладки которых закреплены на диэлектрическом основании, причем обкладки выполнены в форме дисков и диаметр вторых обкладок меньше диаметра первых обкладок. вторые обкладки соединены при помощи штырей с исследуемой Конечностью. Таким образо.л, у это о датчика подвижные обкладки крепятся непосредственно к конечности испытуемого, которому трудно выдержать достаточно малые рас стояния между обкладками, при KoTopblx влиянием поля рассеяния можно пренебречь. При достаточно большой амплитуде колебаний конечности начальные рас-.тояния между обкладками конденсаторов н ..обходимо увеличивать, что г л1 к

2000083 увеличению емкости рассеяния конденсаторсв. Кроме того, из-за нелинейного характера зависимости (обратно пропорциональной) емкости плоского конденсатора от расстояния между обкладками, при больших колебаниях конечности испытуемого в результате измерения составляющих тремора вносится значительная погрешность, обусловленная нелинейными искажениями сигнала на выходе датчика, Целью изобретения является повышение достоверности выходного сигнала.

Цель достигается тем, что в датчике, содержащем плоский воздушный конденсатор, первая обкладка которого установлена на диэлектрическом основании, а вторая связана с конечностью испытуемого через штырь, нэ диэлектрическом основании вокруг краев первой обкладки конденсатора размещен металлический ленточный пояс, изолированный от нее диэлектрическим промежутком, при этом ширина "а" пояса, расстояние h между обкладками конденсатора, ширина b диэлектрического промежутка связаны следующим соотношением

a>h>b, причем вторая обкладка конденсатора установлена с учетом перекрытия площади основания, ограниченной внешней кромкой металлического ленточного пояса.

Кроме того, диэлектрическое основание выполнено из ортогонально расположенных диэлектрических пластин с установленными нэ них первыми обкладками конденсаторов, вторые обкладки конденсатордв расположены ортогонально и жестко связаны между собой и с концом штыря, причем штырь закреплен шарнирно на опоре, установленной на станине, жестко связанной с основанием, при этом длина штыря между опорой и конечностью испытуемого больше

его длины между опорой и вторыми обкладками конденсаторов, На фиг, 1 изображен датчик для-регистрации статического тремора. Он содержит такое количество плоских воздушных конденсаторов, какое количество составляющих термора необходимо одновременно измерить. В данном случае изображен датчик, позволяющий измерять вертикальную и горизонтальную составляющие тремора, он содержит два плоских воздушных конденсатороо. Первые обкладки 1 конденсаторов выполнены, например, в форме круглых металлических пластин, вокруг краев которых размещены металлические ленточные пояса 2, изолированные от первых обклгдок 1 конденсаторов диэлектрическим промежутком 3.

Вторые обкладки 4 конденсаторов имеют, например, форму прямоугольных пло5

55 скостей, являющихся, например, гранями металлического куба. Первые обкладки 1 конденсаторов установлены на диэлектрическом основании, выполненном из ортогонально расположенных диэлектрических пластин 6. Штырь 5, выполненный в виде двуплечего рычага, закреплен шарнирно на опоре 7, установленной на станине 8, жестко связанной с диэлектрическим основанием 6, при этом плечо 11 рычага между собой

7 и конечностью испытуемого больше его плеча lg между опорой и вторыми обкладками 4 конденсаторов, Датчик для регистрации статического тремора работает следующим образом.

В исходном положении штырь 5, шарнирно закрепленный на опоре 7, находится в уравновешенном состоянии и занимает положение, параллельное станине 8, При этом вторые 4 и первые 1 обкладки конденсаторов расположены параллельно на расстояниях, обеспечивающих свободное перемещение обкладок 1 конденсаторов.

Свободный конец штыря 5 может, например, оканчиваться магнитным наконечником. Испытуемый приближает конечность, на которую надет, например, металлический наперсток, к магнитному наконечнику, расположенному на конце штыря 5, до тех пор, пока магнитный наконечник не притянется к металлическому наперстку и не обеспечит связь штыря 5 с конечностью исггытуемого. Испытуемый устраняет смещение штыря 5, вызванное магнитным притяжением свободного конца штыря 5 к конечности испытуемого. В ходе эксперимента испытуемый закрывает глаза и продолжает удерживать конечность в заданном положении. При возникновении тремора свободный конец штыря 5, а следовательно, и обкладки 4 конденсаторов совершают колебания относительно обкладок 1 конденсаторов. При этом изменение расстояния между обкладками 1 и обкладками 4 конденсаторов при перемещении их в направлении нормали к плоскости обкладок вызывает изменение емкости конденсаторов, являющееся выходным сигналом датчика, Изменение емкости конденсатора, образованного вертикально расположенными обкладками конденсаторов, образует сигнал горизонтальной составляющей тремора, а изменение емкости воздушного конденсатора, образованного горизонтально расположенными обкладками. образует сигнал вертикальной составляющей тремора.

Благодаря расположению возле обкладок 1 конденсаторов металлических ленточных поясов 2, лежащих вместе с обкладками

1 конденсаторов в плоскости диэлектриче2000083

Ь вЂ” Ь С(1+ С) А ЛС

Лhz

; h (1 — г) 15

50

55 ского основания б, изолированного от обкладок 1 конденсаторов диэлектрическим промежутком 3, емкость плоских конденсаторов С зависит от расстояния h между обкладками 1 и обкладками 4 конденсаторов в соответствии с простым выражением

С = — (1), где А — величина постоянная, А

h определяемая площадью обклэдок 1 конденсаторов и диэлектрической проницаемостью воздуха, На фиг, 2 представлено сечение конденсатора плоскостью. перпендикулярной обкладкам конденсатора и проходящей через диаметр обкладки 1 конденсатора. Пунктирные линии отображают силовые линии электрического поля конденсатора. Из фиг, 2 видно действие металлического ленточного пояса 2, устраняющего электрическое поле рассеяния конденсатора, влияющего нэ достоверность выходного сигнала датчика.

Электри <еское поле между первой 1 и второй 4 обкладками является однородным, причем однородность поля не зависит от расстояния между обкладками конденсатора, так как наличие металлического ленточного пояса 2 исключает емкость, обусловленную неоднородным полем рассеяния, из емкости конденсатора. Только при наличии однородного поля плоского конденсатора можно считать, что изменение емкости в зависимости от расстояния между обкладками конденсатора будет соответствовать зависимости (1). В противном случае поле рассеяния по краям обкладок конденсатора будет сказывать существенное влияние на величину емкости конденсатора, причем тем большее, чем больше расстояние между обкладками конденсатора. В предлагаемом датчике силовые линии электрического поля рассеяния замыкэ<отся на вторую обкладку 4 конденсатора, и размещенный возле краев первой обкладки 1 конденсатора металлический ленточный пояс 2 изолирован от обкладки 1 конденсатора диэлектрическим промежутком 3, отключающим емкость рассеяния от емкости конденсатора. Благодаря тому. что величина "а" диэлектрического промежутка, расстояние

h между обкладками конденсатора, ширина

Ь диэлектрического промежутка связаны соотношением a>h>b. можно считать, что диэлектрический промежуток 3 расположен нэ одной эквипотенциальной поверхности вместе с обкладкой 1 и металлическим ленточным поясом 2, поэтому однородность электрического поля между обкладками 1 и

4 конденсатора в области малого диэлектрического промежутка 3 практически остается однородным. Таким образом, s предлагаемом датчике исключается влияние поля рассеяния конденсаторов на достоверность выходного сигнала.

В соответствии с выражением (1) при колебаниях обкладки 4 конденсатора, например, с амплитудой hh, изменение емкости воздушных конденсаторов будет. ЛС, при этом можно записать

А

Так как С = —, то для величины

h 2 — -1 можно с цостэточной точностью

ЛС» ЛЬг считать - — =

Ь

Таким образом, в предлагаемом датчике и ри относительно малых перемещениях обкладок 4 относительно обкладок 1, относительное изменение емкости конденсаторов, а следовательно, и относительное изменение выходного сигнала равно относительной величине перемещения конечности испытуемого. В предлагаемом датчике принципиально становится возможным, благодаря установлению II>lz сделать перемещение Лг<г обклэдок 4 конденсаторов относительно обкладок 1 л<еньше величины перемещения конечности испытуемого hhI г в соответствии с соотношением Ahz= — ЛЬ <, li так как — < 1, то ЛЬг< Лп<. Шарнирное заIz

I< крепление штыря 5 на опоре 7 не требует от испытуемого дополнительных усилий, связанных с удержэниел< штыря 5 в исходном положении, что позволяет выявить непроизвольный характер тремора конечности и также способствует повышению достоверности результатов исследования испытуемого, Таким образом, в предлагаемом датчике для регистрации статического тпеморэ искл<о <ается емкость рассеяния конденса- торов, а также уменьшается амплитуда ко- лебании вторых обклэдок конденсаторон относительно первых обкладок, что повышает достоверносTb выходного сигнала датчика и обеспечивает точность психофизического анализа.

Формула изобретения

1. Дат <ик для регистрации статического треморл. содержащий плоский воздулгный

2000083 г —, У 1

t t t ttlt u

/ l x / (/ ., / -, / 1,1 1 „, !1 !!!1! i,g,<,ttfgfl 1ц „ <,, „11,1, „,, „

l I 1 (1 Ifg ggfIfgffg lI tglfIllfflflfglIIIlgtg gltgllglg g gf l l И

Ilt ttl I t tt I 1! 1

Составитель В. Кочергин

Техред М.Моргентал Корректор А. Кочергин

Редактор А. Купряконвэ

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5

Заказ 3053

Производственно-издэтельский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гэгэринэ 101 конденсатор, первая обкладка которого установлена на диэлектрическом основании, а вторая — на расстоянии h от первой и взаимодействует с контактным штырем, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, на диэлектрическом основании, охватывая с зазором Ь первую обкладку конденсатора, размещен металлический ленточный пояс шириной "а",при этом

a>h>b, а площадь второй обкладки конденсатора больше площади металлического ленточного пояса.

2. Датчик по и. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным конденсатором, установленным перпендикулярно первому так, что диэлектрические

5 основания и вторые обкладки жестко соединены между собой.

3. Датчик по и, 1, отличающийся тем, что штырь выполнен в виде двуплечего рычага, шарнирная опора которого закреп10 лена на станине, а плечо рычага, связанное с обкладками i:îíäåíñàòoðà, короче другого плеча.