Магнитные устройства регистрации.

Используются для фиксации как аналоговых (непрерывных) так и дискретных (цифровых) данных.

Основные достоинства:

1. Высокая скорость регистрации;

2. Большая емкость;

3. Возможность непосредственно регистрировать электрический сигнал;

4. Сравнительная простота и надежность аппаратуры;

5. Возможность длительного хранения информации и многократного использования носителя.

Одним из наиболее распространенных способов магнитной регистрации является запись на ферромагнитную пленку. Она представляет собой ленту из синтетического материала, поверхность которой покрыта гладким слоем эмульсии, состоящей из мельчайших зерен ферромагнитного порошка и связующего вещества.

Принцип магнитной регистрации аналоговой информации состоит в следующем: ферромагнитная пленка с равномерной скоростью движется, прилегая к записывающей магнитной головке. Головка представляет собой электромагнит, на обмотки которого подается электрический сигнал с выхода усилителя записи. Переменное магнитное поле, образующееся в зазоре головки, меняется в соответствии с изменениями электрического сигнала. Это переменное магнитное поле воздействует на ферромагнитную пленку, в результате чего ее элементарные участки намагничиваются в разной степени в зависимости от мгновенного значения напряженности магнитного поля в зазоре. В таком состоянии лента может хранить записанную информацию.

Для воспроизведения сигнала пленку с записью пропускает вдоль зазора воспроизводящей головки, в результате чего в обмотке головки индуцируется ЭДС, соответствующая записанным электрическим колебаниям.

Магнитная запись может быть стерта с помощью специальной стирающей головки.

Количество записи и воспроизведении зависит:

1. Скорость движения ленты (2-100 см/с и более).

2. Величина изменения скорости движения ленты (0,1-0,5%).

3. Выходная чувствительность.

4. Относительный уровень шумов - отношение напряжения на выходе при отсутствии его на входе к напряжению при максимальном входном.

5. Зависимость коэффициента усиления по напряжению от частоты сигнала.

Принцип записи дискретной и аналоговой информации во многом идентичны. Количество дорожек записи и воспроизведения и соответственно количество параллельно работающих головок достигает 50 и более.

Для регистрации дискретной информации также применяются регистраторы с записью на магнитный барабан.

Конструктивно магнитный барабан представляет собой цилиндр из немагнитного материала, на который нанесено в виде тонкого слоя магнитное покрытие. Этот цилиндр вращается с весьма высокой скоростью (3000-10000 об/мин). Вдоль образующей цилиндра размещаются головки, помощью которых осуществляется запись или считывание.

Информационная емкость регистратора данного типа определяется площадью боковой поверхности магнитного барабана и используемой плотностью записи.

В медицинской практике магнитные регистраторы широко применяются для записи ЭКГ и ЭЭГ. Непосредственно с усилителя записать эти сигналы не представляется возможным, так как нижняя граница частотного диапазона их составляет 0,3-0,5 Гц. Поэтому для записи низкочастотных сигналов на магнитную ленту используются дополнительные устройства-модуляторы, а при их считывании - демодуляторы. В подобных устройствах могут использоваться амплитудная модуляция, частотная, широтноимпульсная и другие виды.

Наиболее употребительна частотная модуляция, которая позволяет при сравнительно простом конструктивном исполнении получить высокое качество записи и воспроизведения.

Для уплотнения записи регистрируемых процессов в случае, если число процессов превышает число дорожек на магнитной ленте, используют метод частотного распределения каналов при воспроизведении их с одной дорожки. При этом несущая частота для каждого процесса своя и лежит в зоне частотной характеристики обычного бытового магнитофона.

Иллюстративный материал: к лекции прилагаются слайды в виде презентации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Физика и биофизика: руководство к практ. занятиям: учеб. пособие / В. Ф. Антонов [и др.]. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 336 с.

2. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб.: СпецЛит, 2004. –496 с.

3. Рубин А.Е. Биофизика. Т1, Т2 М.: Университет «Книжный дом», 2004.

4. Физика и биофизика: Учебник / В. Ф. Антонов, Е. К. Козлова, А. М. Черныш. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 472 с.: ил.

5. Физика и биофизика. Краткий курс: Учебное пособие для вузов / В. Ф. Антонов, А. В. Коржуев. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 256 с.: ил.

6. Физика и биофизика: Курс лекций для медвузов / Антонов, Валерий Федорович, Коржуев А.В. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 236 с.

7. Медицинская и биологическая физика: Учеб.для вузов / Ремизов, А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. - 7-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2007. - 558 с.: ил. - (Высшее образование).

8. Медицинская и биологическая физика: учеб. для вузов / А. Н. Ремизов, А. Г. Максина, А. Я. Потапенко. - 10-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 558 с.: ил.

9. Учебник по медицинской и биологической физике / Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. - Изд.5-е, стереотип.6-е изд., стер. - М.: Дрофа, 2004, 2005. - 560 с.: ил.

10. Медицинская и биологическая физика: Курс лекций с задачами: Учеб. пособие / В. Н. Федоров, Е. В. Фаустов. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010, 2008. - 592 с.

11. Физика и биофизика: учебник для вузов / В.Ф Антонов [и др.]. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 480 с.: ил.

Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Классификация медицинских приборов
2. Схема проведения медико-биологического исследования
3. Требования к измерительному преобразователю
4. Особенности проведения медико-биологического исследования
5. Физические основы построения измерительных преобразователей