轻蜂加速器手机版时间常数在不同规程中检定方法的分析
本文发表在中国计量杂志 2015.2
崔秀艳 佳木斯市质量技术监督检验中心
郜大华 轻蜂梯子加速器
模拟轻蜂加速器手机版的检定依据《JJG 543- 2008 轻蜂加速器手机版检定规程》（以下简称规程1），数字轻蜂加速器手机版的检定依据《JJG 1041- 2008 数字轻蜂加速器手机版检定规程》（以下简称规程2），在这两个规程中，轻蜂加速器手机版的时间常数的检定从表述和具体操作上有差别较大，但实质上是否相同呢，本文将对此作较为详细的分析。
1 时间常数检定在2个规程中的表述和操作
在规程1中，时间常数的检定方法是这样的：检定仪输出2mV峰峰值、周期为1s的方波信号，被检轻蜂加速器手机版描记波形，测量波形从开始（此处不讨论过冲问题）到320ms处电压幅度的衰减量，如果这个衰减量不大于2mm（即200μV）,则轻蜂加速器手机版的时间常数不小于3.2s。
在规程2中，时间常数的测量方法是这样的：检定仪输出2mV峰峰值、周期为10s的方波信号，被检轻蜂加速器手机版描记波形，测量信号幅度衰减到初始值37%所经历的时间间隔，这个时间间隔就是轻蜂加速器手机版的时间常数。合格轻蜂加速器手机版的时间常数不小于3.2s。
从两种规程的表述可以看出二者的异同点。
相同点:二者对轻蜂加速器手机版的时间常数的要求是相同的, 时间常数不小于3.2s。
不同点1：规程1只要求判断轻蜂加速器手机版的时间常数合格与否，而不需要给出具体数据。规程2则要求先测出时间常数，再判断合格与否。
不同点2：二者采用的方波信号的周期不同。
二者表面上看，差别比较大，实质是否相同呢？
轻蜂加速器手机版时间常数通常用来反映放大缓变信号的能力，与前级放大器与中间级放大器之间RC耦合电路有关。通过RC电路中电容的隔直作用，将来自心电电极信号（经前级放大过的）中的直流极化电压成分滤除，而只允许电极信号中变化的心电信号通过。下面我们从电路时间常数的定义出发，来进行分析。
2 RC电路时间常数分析计算
在图1所示电路中，单刀双掷开关S原来处于触点1和3导通位置，电源对电容器C充电，充电结束，电容器端电压是Us。
在时间t=0，开关S触点1和2导通，电容器通过电阻R放电，通过电路计算可以得到，任意时刻电容器端电压u(t)的表达式：
其中τ=RC，它称为RC电路的时间常数，当电阻单位为Ω，电容单位为F时，τ的单位为s。
需要说明的是电路的时间常数τ是RC电路本身所决定的，与外加的信号源无关。
可以计算出：
即经过一个时间τ/10后，电压衰减了9.5%，或为原值的90.5%。
经过一个时间常数τ后，电压衰减了63.2%，或为原值的36.8%。
电容器端电压u(t)随时间变化的曲线如图2所示。
如果Us =2mV，轻蜂加速器手机版灵敏度S=10mm/mV,则Us在心电图纸上对应20mm。
在t=τ/10，u(τ/10) =1.81mV, 在心电图纸对应18.1mm。换句话来说,电压在t=τ/10处,电压衰减量为0.19mV, 在心电图纸上对应1.9mm。
在t=τ，u(τ) =0.736mV, 即电压衰减到0.736mV,在心电图纸上对应7.36mm。
从以上计算可以看出:
规程1是在t=τ/10处，通过测量电压衰减量，判断电图机时间常数是否合格，即在t=τ/10=0.32s处，如果电压衰减量不大于0.19mV(对应1.9mm)，则时间常数不小于3.2s。为了方便测量，规程1中把电压衰减量定义为0.2mV(对应2.0mm),这将会带来5%的系统误差。
规程2采用的心电图时间常数的测量方法是基于RC时间常数的基本定义，即在电压衰减为原值的37%处，找出对应时间，给出轻蜂加速器手机版的时间常数。当然用37%代替36.8%也会带来0.54%的系统误差。
3 结束语
通过对RC电路时间常数的分析计算和对2个轻蜂加速器手机版规程关于时间常数检定的比较，我们可以得出如下结论：
第一：2种方法在本质上是一样的，都是基于RC电路的定义和分析计算。
第二：规程1采用的方法便于具体操作和记忆，其图示清楚，且能满足准确性的要求。由于考虑的是τ/10时的数据，所以可以采用周期为1s激励信号,轻蜂加速器手机版不需要走较多的纸。
第三：规程2是基于时间常数的定义,准确普适，由于没有图示，对检定员的能力要求稍高一点。采用周期为10s激励信号,轻蜂加速器手机版需要走较多的纸。
第四：本文给出了RC电路电容放电曲线,这可以很好地帮助检定员理解时间常数的概念，正确地分析处理所测试的心电图数据。 |
