Руски HamRadio - Рекордер на дихателната честота
Принципът, заложен тук, е да се анализира температурната разлика между вдишания и издишания въздух. Това налага някои ограничения върху обхвата на устройството, тъй като за правилното му функциониране е необходимо температурата на вдишвания въздух да е с поне 1 ° C по-ниска от температурата на издишания въздух. Въпреки това, като се има предвид, че температурата на въздуха рядко се повишава до толкова висока стойност, този фактор, като правило, не води до никакви ограничения за използването на устройството. Обикновено, когато регистрирате RR в човек, се поддържа надеждна работа на устройството при температура на околната среда до 36 ° C.
На фиг. 1 показва диаграма на устройство, способно при посочените условия да записва BH от два пъти в секунда и по-долу.
Като сензор тук се използва полупроводников диод VD1 от типа KD522B, който има доста ниска температурна инерция. Когато използвате малък диоден модул KD907B, горната граница на честотата може да бъде увеличена до 10 Hz. Това ще направи възможно използването на устройството за запис на RR не само при хора, но и при някои „бързо дишащи” животни. Както е известно, напрежението на кръстовището на полупроводников диод в директна връзка почти линейно намалява с повишаване на температурата.
Промяната е около -0,3% на 1 ° C, с други думи, диодът има отрицателен температурен коефициент на напрежение (TKV) от 2 mV на 1 ° C. Също така е възможно да се използват термодвойки с ниска инерция като термичен сензор, но конструкцията на входния възел ще трябва да бъде леко променена (вж. Например [3]).
Напрежението, взето от температурния сензор VD1, се усилва от възела на операционния усилвател DA1.1 и елементи R1-R6, C1 и от щифт 8 на посочения операционен усилвател през диодите VD2, VD3 се подава към входовете на операционният усилвател DA1.2, DA1.3, работещ в режим на сравнение. Възелът на OU DA1.2 служи за изолиране на колебанията на напрежението по време на вдишване, а възелът на OU DA1.3 - при издишване. Удобно е да започнете изследването на принципа на работа на устройството с описание на възела на операционния усилвател DA1.3.
В начално състояние, когато напрежението на щифт 8 на операционния усилвател DA1.1 не се променя, сравнителят DA1.3 е в едно състояние, тъй като напрежението на директния му вход (щифт 5) е малко по-високо от напрежение в обратното (щифт 6). Веднага щом напрежението на изхода на оп-усилвателя DA1.1 започне да се увеличава, напрежението на обратния извод на операционния усилвател DA1.3 става по-голямо от напрежението на директния му изход и компараторът превключва в противоположно състояние.
Скоростта на повишаване на напрежението, на която реагира сравнителят DA1.3, се определя от съпротивлението на резистора R10 и капацитета на кондензатора C2 - колкото по-голям е капацитетът, толкова по-висока е чувствителността. Възелът на OA DA1.2 работи по подобен начин, но реагира на началото на намаляване на напрежението, идващо от щифт 8 на OA DA1.1. В начално състояние сравнителният DA1.2 също е в едно състояние. С намаляване на напрежението, подавано към директния му вход (щифт 3), той превключва в противоположно състояние, тъй като напрежението на неговия обратен извод (щифт 2), поради кондензатора С3, намалява по-бавно и в същото време става повече напрежение на директния вход. Необходимостта от допълнително начално отклонение на напрежението при обратния изход на оп-усилвателя DA1.2 изисква въвеждането на резистор R9 и съответно увеличаване на капацитета на кондензатора C3.