Схема датчика изменения сопротивления
Как известно, электрическое сопротивление организма конкретного человека может быть от 100 Ом до сотен кОм и даже МОм. Такие данные получены в ходе медицинских исследований и объясняются строением тела, состоянием психики, образом жизни, половыми отличиями и также другими составляющими. Известно, что при изменении в психофизическом состоянии человека (недомогании, алкогольном и наркотическом опьянениях, в период похмельного синдрома, при стрессах) электрическое сопротивление организма ощутимо снижается даже у здоровых людей.
На рис. 2.28 представлена схема простого чувствительного датчика, реагирующего на изменение сопротивления кожного покрова человека.
Рис. 2.28. Электрическая схема датчика изменения сопротивления кожи человека
Очень простой прибор, доступный в сборке любому радиолюбителю, позволит контролировать изменение сопротивления организма при различных воздействиях на человека и, соответственно, различном психофизическом состоянии. Еще один интересный факт: сопротивление тела человека меняется в незначительных пределах и при потоотделении, а также при внутреннем волнении, дискомфорте. То есть диапазон возможного применения устройства весьма широк — от сфер психологических исследований до «детекторов лжи». Для последнего случая схему нужно незначительно доработать. Рассмотрим принцип действия схемы.
На транзисторах VT1, VT2 собран усилитель по току со смещением. Все транзисторы (кремниевые) — широко распространенные типа КТ3102, КТ3107. Именно они имеют очень большой коэффициент усиления по току h21э, и это позволяет обойтись в данной схеме без каких либо дополнительных усилителей и микросборок. Применять аналоги вместо показанных на схеме транзисторов в данном варианте нежелательно (в крайнем случае можно применить КТ342В и КТ373А—КТ373Б).
Стрелочный миллиамперметр с током полного отклонения 0,01—0,1 мА можно использовать имеющийся в наличии, например от авометра Ц20, корректировка его показаний осуществляется резистором R6. Перед установкой в схему миллиамперметр с последовательно соединенным переменным резистором (с линейной характеристикой) сопротивлением 10—22 кОм подключают (соблюдая полярность) к источнику питания данной схемы.
Источник может быть с выходным напряжением 6—12 В, обязательно стабилизированный, так как от этого будет зависеть и точность считываемых показаний прибора. Изменением сопротивления переменного резистора нужно добиться того, чтобы стрелка прибора отклонилась чуть больше максимальной отградуированной риски, но не зашкаливала совсем, упираясь в ограничитель стрелки миллиамперметра. После этого схему обесточить, сопротивление переменного резистора замерить и заменить потенциометр постоянным резистором R6 соответствующего сопротивления.
Контакты XI, Х2 представляют собой два одинаковых браслета из токопроводящего материала (меди), одеваемые на запястья соответственно левой и правой рук. Вместо браслетов можно использовать кольца, одеваемые на пальцы. Соединительные провода необходимы одинаковой длины и состава, удобно для этой цели использовать монтажный провод типа МГТФ-1 диаметром 0,8—1,0 мм.
Для обеспечения точности показаний длина проводов к датчикам не должна превышать 1,2 м каждый. Главное, чтобы был хороший контакт с кожей человека и движения исследуемого не имели влияния на контактные датчики. В этом смысле применение в качестве датчиков плоских предметов или штырей будет неэффективно, так как сжиманием пальцами руки датчиков человек может даже непроизвольно вносить погрешность в показания прибора.
Резистор R2 регулирует смещение напряжения на базу транзистора VT1, то есть чувствительность схемы. Как показала практика, чувствительность лучше устанавливать максимальную. Перед использованием прибор необходимо отградуировать (нанести на шкалу соответствующие значения). Для этого нужно иметь рядом проверенный высокоточный омметр.
Поочередно подключая к датчикам XI, Х2 и щупам проверенного омметра разные сопротивления от 50 Ом до единиц МОм, замеряя сопротивления, наносят риски на шкалу миллиамперметра. Соответственно чем ниже сопротивление тела человека, тем более отклонится стрелка в стрелочном приборе. «Выход» — контакт ХЗ — позволяет расширить и дополнить базовую схему, например подключив ее на вход цифрового анализатора с индикаторами в виде «линейки» светодиодов. В этом случае цепочка R6P1 исключается, и вместо нее устанавливается постоянный резистор 10 кОм.
Кашкаров А. П. 500 схем для радиолюбителей. Электронные датчики.