Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Измерение сопротивления человека - какую схему взять ?
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Метрология, датчики, измерительная техника
san822
Есть задача - сделать измеритель сопротивления
человеческого тела.Человек берет в руки два электрода и между
ними нужно измерить сопротивление и отслеживать его.
В общем, это что-то типа полиграфа.

Сигнал оцифровывается АЦП и подается на комп, например, через СОМ или LPT-порт(но это уже в другой теме буду обсуждать, если понадобится).


Вроде можно просто пропускать слабый ток через "измеряемую цепь" и на каком-нибудь резисторе включенном последовательно измерять изменения напряжения.
Интересует меня, что лучше поставить между электродами и АЦП с учетом специфики задачи.

Интересно также узнать какие здесь могут быть "подводные камни" типа наводок, помех и т. д.
Okorok
Цитата(san822 @ Sep 12 2007, 12:44) *
Есть задача - сделать измеритель сопротивления
человеческого тела.Человек берет в руки два электрода и между
ними нужно измерить сопротивление и отслеживать его.
В общем, это что-то типа полиграфа.

Сигнал оцифровывается АЦП и подается на комп, например, через СОМ или LPT-порт(но это уже в другой теме буду обсуждать, если понадобится).
Вроде можно просто пропускать слабый ток через "измеряемую цепь" и на каком-нибудь резисторе включенном последовательно измерять изменения напряжения.
Интересует меня, что лучше поставить между электродами и АЦП с учетом специфики задачи.

Интересно также узнать какие здесь могут быть "подводные камни" типа наводок, помех и т. д.

Задача родственна с электрокардиографией, но если Вам надо измерять именно электрическое сопротивление, то будет труднее. Поищите ЭКГ на форуме и в интернете - наверняка узнаете о подводных камнях много интересного.
Одна из проблем: контактное сопротивление между электродами и кожей весьма непостоянно и может значительно превышать "внутреннее" сопротивление (т.е. под кожей).
Stanislav
Цитата(san822 @ Sep 12 2007, 14:44) *
Есть задача - сделать измеритель сопротивления
человеческого тела.Человек берет в руки два электрода и между
ними нужно измерить сопротивление и отслеживать его.
В общем, это что-то типа полиграфа.
Возьмите обычный тестер с портом для компьютера для передачи результатов измерений. У меня, например, есть FLUKE 187 с IRDA портом.

Цитата(san822 @ Sep 12 2007, 14:44) *
...Вроде можно просто пропускать слабый ток через "измеряемую цепь" и на каком-нибудь резисторе включенном последовательно измерять изменения напряжения.
Интересует меня, что лучше поставить между электродами и АЦП с учетом специфики задачи.
В общем-то, сойдёт любая измерительная схема - сопротивление тушки не так уж велико, и меняется медленно. Только электрический контакт электродов с кожей должен быть хорошим.

Цитата(san822 @ Sep 12 2007, 14:44) *
...Интересно также узнать какие здесь могут быть "подводные камни" типа наводок, помех и т. д.
Сопротивление тела не является постоянной величиной для разных измерительных токов.
san822
По идее, нужно делать электроды с большой площадью, чтобы сопротивление между их покрытием и кожей было минимально(а ещё важнее - постоянно), а какое покрытие для этого наиболее подходит ?
Stanislav
Цитата(san822 @ Sep 12 2007, 16:22) *
По идее, нужно делать электроды с большой площадью, чтобы сопротивление между их покрытием и кожей было минимально(а ещё важнее - постоянно), а какое покрытие для этого наиболее подходит ?
За слишком большой площадью гнаться не стоит - есть жидкости контактные, по-моему, которые проблемму решат. А материал особой роли играть не будет, имхо.
san822
Цитата(Stanislav @ Sep 12 2007, 16:19) *
Возьмите обычный тестер с портом для компьютера для передачи результатов измерений. У меня, например, есть FLUKE 187 с IRDA портом.


Пытался подключить цепь
"рука-батарейка 9 Вольт - переменный резистор - осциллограф FLUKE 199B->рука", но добиться наблюдения хоть каких-то изменений моего сопротивления не получилось. Может ток не тот пропускал, может осциллограф не настроил должным образом, может у меня слишком стабильное сопротивление и меня ни один полиграф не раскусит.
smile.gif



Цитата(Stanislav @ Sep 12 2007, 16:19) *
Сопротивление тела не является постоянной величиной для разных измерительных токов.


Какой ток наиболее подходит для измерения динамики изменений сопротивления человека ?
Dr_Crazy
В ЭЭГ, ЭКГ для измерения потенциала обычно применяют хлорсеребрянные электроды.

А подводных камней масса, что и где мерить к примеру, цепи высокоомные, сопротивление эпителия и сопротивление внутренних тканей человека непостоянно и зависит в частности не только от психофизиологического состояния испытуемого но и от того чем он болеет в данный момент.
(на самом деле - это все довольно серьезная наука.)
san822
Отмечу самый главный акцент моей задачи - мне не нужны сверхточные данные о сопротивлении человека,
важнее всего получить относительную "картинку" изменения сопротивления человека(По Х - время, по Y- не обязательно даже килоомы, просто условные единицы), когда он отвечает на вопросы.
tvv
Цитата(san822 @ Sep 12 2007, 18:52) *
Отмечу самый главный акцент моей задачи - мне не нужны сверхточные данные о сопротивлении человека,
важнее всего получить относительную "картинку" изменения сопротивления человека(По Х - время, по Y- не обязательно даже килоомы, просто условные единицы), когда он отвечает на вопросы.

Извините, если торможу, но Вам на какой частоте надо измерять сопротивление (правильнее говорить об импедансе)? Стандартный (принятый Минздравом) прибор для этих целей называется реограф. Сопротивление будет зависеть от наполняемости кровью сосудов и является переменной (если это не труп, конечно) величиной. При ответе на вопросы сердце у клиента будет биться? Если да, то какая точность нужна, сколько в граммах? Не имеея совсем никакой модели очень трудно что-то придумать.
Stanislav
Цитата(san822 @ Sep 12 2007, 16:30) *
Пытался подключить цепь
"рука-батарейка 9 Вольт - переменный резистор - осциллограф FLUKE 199B->рука", но добиться наблюдения хоть каких-то изменений моего сопротивления не получилось. Может ток не тот пропускал, может осциллограф не настроил должным образом, может у меня слишком стабильное сопротивление и меня ни один полиграф не раскусит.
Дома есть китайский тестер надцатилетней выдержки. Просто зажав щупы в пальцах сухих рук, легко получить сопротивление ~500 кОм. Для 100 кОм надо хорошо постараться...


Цитата(san822 @ Sep 12 2007, 16:30) *
Какой ток наиболее подходит для измерения динамики изменений сопротивления человека ?
Хороший вопрос... Подозреваю, что небольшой - порядка 5-10 мкА, но, во всяком случае, не более 100 мкА.
evgeny_ch
Цитата(san822 @ Sep 12 2007, 17:52) *
Отмечу самый главный акцент моей задачи - мне не нужны сверхточные данные о сопротивлении человека,
важнее всего получить относительную "картинку" изменения сопротивления человека(По Х - время, по Y- не обязательно даже килоомы, просто условные единицы), когда он отвечает на вопросы.

Полиграф изобретаете?
san822
Ну, не совсем полиграф. Просто один человек заказал такую штуку - типа измеритель "психоэмоционального состояния человека",
по его словам по данным такого прибора можно что-то определять,
но это уже его методика, моё дело - просто сделать "железку",
которая в этом ему поможет.
AlexanderX
Сопротивление человеческого тела между двумя точками лежит в диапазоне от 10 до 150КОм. Измерение его проводят остоянным током в диапазоне от 1 до 20мкА. При бОльших значениях сопротивления у Вас просто плохой контакт (или малая площадь контакта) с кожей.
Как уже было правильно указано, сопротивление меняется в зависимости от пропускаемого тока. Кстати, прикладываемое к телу напряжение ограничивают где-то 3V.
В результате измерения, как правило, очень сильно проявляется сетевая наводка. Иногда она полностью маскирует полезный сигнал.
Методы борьбы с указанными проблемами за Вами.
Удачи. wink.gif
Dr_Crazy
К сожалению очень трудно ответить на Ваш вопрос,
Обычно задача ставится так - есть теоретическая модель,
затем на основании модели выдаются тех-характеристики затем уже следует разработка.

В вашем случае насколько я понял, типа есть желание просто посмотреть будет наблюдаться эффект хорошо - попали пальцем в небо, а не будет -так бюджет все спишет.
- да безусловно эффект есть однако для того чтобы его грамотно зафиксировать надо четко
представлять себе ответы на следующие вопросы.

1. Что мы мерим - сопротивление или импенданс
2. На каких частотах мы мерим.
3. Какую форму сигнала мы используем при измерениях.
4. Какие эффекты возможны на границе раздела сред.
5. В каких местах на теле испытуемого мы это все мерим.
5. как эта разработка согласованна с работой тех служб которые все эти методики применяют не один десяток лет.
Совокупность ответов на эти вопросы должна представлять как минимум коммерческую тайну.

Добавлю, что на сегодняшний день существуют как контактные методики определения психофизиологического состояния испытуемого так и бесконтактные (дистанционные).
Диапазон применений - от определения наркотического опьянения до скрытного обнаружения
террористов в аэропортах.

Попытки просто измерять сопротивление - ностальгия по 20-тым годам прошлого века.
Alex255
Цитата(san822 @ Sep 13 2007, 08:50) *
Ну, не совсем полиграф. Просто один человек заказал такую штуку - типа измеритель "психоэмоционального состояния человека",
по его словам по данным такого прибора можно что-то определять,
но это уже его методика, моё дело - просто сделать "железку",
которая в этом ему поможет.

Было нечто подобное в спорткомплексе "Зенит" в Питере. Подносишь ладони к железкам и смотришь на стрелку. У меня создалось впечатление, что величина тока (отклонение стрелки) зависело от того насколько сильно прижимаешь ладони, насколько они влажны... Ну, и от интенсивности кровотока тоже возможно. Короче, пробежишь пяток кружков по 200м, стрелка уходит вправо)))
san822
Цитата(Dr_Crazy @ Sep 13 2007, 15:52) *
В вашем случае насколько я понял, типа есть желание просто посмотреть будет наблюдаться эффект хорошо - попали пальцем в небо, а не будет -так бюджет все спишет.


Для начала, да.

Цитата(Dr_Crazy @ Sep 13 2007, 15:52) *
1. Что мы мерим - сопротивление или импенданс


Пока просто сопротивление.

Цитата(Dr_Crazy @ Sep 13 2007, 15:52) *
2. На каких частотах мы мерим.


Думаю, просто постоянный ток.

Цитата(Dr_Crazy @ Sep 13 2007, 15:52) *
3. Какую форму сигнала мы используем при измерениях.


См. пункт 2.

Цитата(Dr_Crazy @ Sep 13 2007, 15:52) *
4. Какие эффекты возможны на границе раздела сред.


Пока даже не представляю, что это может быть.


Цитата(Dr_Crazy @ Sep 13 2007, 15:52) *
5. В каких местах на теле испытуемого мы это все мерим.


Человек берет два электрода в руки, между ними и измеряем сопротивление.

Цитата(Dr_Crazy @ Sep 13 2007, 15:52) *
6. как эта разработка согласованна с работой тех служб которые все эти методики применяют не один десяток лет.


Данная разработка с этими службами никак не согласована и делается вовсе не для них.

Цитата(Dr_Crazy @ Sep 13 2007, 15:52) *
Попытки просто измерять сопротивление - ностальгия по 20-тым годам прошлого века.


Да, метод не самый современный, но человеку просто так хочется.


Что скажете про такую схемку ?

ОУ - LM324.
Dr_Crazy
Если на уровне просто попробовать, конечно же на постоянном токе можно попробовать, потом методом проб и ошибок двигаться дальше.

Раньше в приборах ЭКГ использовали посеребренные электроды на резиновых лентах, сейчас в той же ЭКГ применяют подушечки из поролона, смоченные NaCl, с посеребренным электродом.

Схему посмотрел, что-то мерять она наверное будет, только вот 6 потенциометров - мне кажется трудно будет настраивать.

И еще, насколько мне известно для подобных экпериментов обязательно требуется экспертное заключение о безопасности Вашего прибора, а то вдруг клиенту от батарейки резко возьмет и поплохеет.
san822
Безопасность планирую реализовывать с помощью:
1) Безопасного значения тока через человека
2) Гальваническая развязка между АЦП и компом(на всякий случай).
tvv
Цитата(san822 @ Sep 14 2007, 12:28) *
Безопасность планирую реализовывать с помощью:
1) Безопасного значения тока через человека
2) Гальваническая развязка между АЦП и компом(на всякий случай).

Слушайте, а как это Вы схему собрали без единого конденсатора?! Вы это пошутили, да?
Или это типа блок схемы, а на самом деле все будет иначе...
san822
smile.gif
Схему, конечно, не я рисовал. Нашел в интернет при поиске.
Конденсаторы напрашиваются, как минимум,
до и после стабилизатора 5 Вольт, ну и если АЧХ подправить надо будет.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.