Активные сенсоры

До сих пор мы рассматривали примеры простых сенсоров, которые только реагируют на влияние со стороны объекта наблюдения. Такие сенсоры называют " пассивными". В отличие от них " активные" сенсоры сами каким-то специальным образом воздействуют на объект наблюдения (предмет или процесс) и воспринимают вызванные этим изменения.

Одним из примеров может быть тонометр – сенсор артериального давления крови. Узлом воздействия на объект является в нем манжета, которая накладывается на плечо или на предплечье пациента и создает всестороннее давление на биоткань и кровеносные сосуды. Задатчиком воздействия является надувная резиновая " груша" или миниатюрный компрессор. Чувствительным элементом и одновременно усилителем сигналов служит стетоскоп, который приставляют к артерии, расположенной по направлению тока крови за манжетой.

Рис. 1.3. Функциональная схема " активного" сенсора

Когда манжета сдута, кровь свободно циркулирует по артериям, и в стетоскопе можно услышать глухие удары пульса. Если же закачать в манжету воздух так, чтобы давление стало выше систолического, то артерии перекрываются в результате внешнего давления на них, и пульсирование крови за манжетой прекращается. Постепенно стравливая воздух и уменьшая тем самым внешнее давление на артерии, врач должен уловить тот момент, когда пульсирование крови возобновляется. В этот момент давление воздуха в манжете и её давление извне на артерии приблизительно равны систолическому артериальному давлению крови внутри артерий. При дальнейшем снижении давления в манжете пульсовые волны сначала усиливаются, а потом начинают ослабевать. Когда давление в манжете сравнивается с диастолическим артериальным давлением и опускается ниже, то пульсовые удары значительно ослабляются. Сигнализатором в этом сенсоре является соединенный с манжетой манометр, на котором врач считывает значения систолического (в момент возобновления пульсаций крови) и диастолического давления (в момент значительного ослабления пульсаций). Узла обработки информации в простых тонометрах нет. Эту обработку выполняет человек – врач.

В тонометре одновременно присутствуют и используются 2 чувствительных элемента – приставляемая к артерии мембрана стетоскопа и манометр, реагирующий на изменения давления в манжете. Одновременно используются и 2 сигнализатора – слуховые выходы стетоскопа, которые врач вставляет в уши, чтобы прослушивать биения пульса, и стрелка манометра с соответствующей шкалой.