shkolaput.ru 1 ... 3 4 5 6

 
 
частоты.  В  качестве  рабочих  эталонов  допускается  использовать  другие  средства 
измерений, имеющие аналогичные метрологические характеристики. 
Передача  пульсаций  рабочей  жидкости  на  компрессионные  манжеты 
поверяемых  измерителей  АД  и  ЧСС  обеспечивается  введением  в  установку 
специально  разработанного  гидравлического  имитатора  давления  и  частоты        
(рис. 5б).  
 
 
                                             а)                                                                      б) 
Рис. 5. Поверочная установка для измерителей АД и ЧСС (а)  
с гидравлическим имитатором давления и частоты (б) [8] 
 
Разработанные  установки  позволяют  за  одну  операцию  поверки  сличить  в 
контрольной  точке  показания  поверяемого  измерителя  АД  и  ЧСС  с  плечевой 
манжетой  ( Р , Р
1
в
)  и/или  измерителя  АД  и  ЧСС  с  запястной  манжетой 
1,
н
1
f
Р
, Р
в
)  с  эталонными  значениями,  воспроизведенными  установками
2
н, f2
 
Р
, Р
в0
н, f0 ). 
Погрешности измеряемых величин рассчитываются по формулам: 
Δ
· 100%,
PВ= (PвN – Pв0)/ Pв0 
 
Δ
· 100%,
PН= (PнN – Pн0)/ Pн0 
 
Δ
· 100
f= (fN – f0)/ f0 
%, 
где N – индекс измерителя АД и ЧСС (1 – плечо; 2 – запястье).  
В  разработанных  установках  комплектно  проводится  поверка  цифровых 
измерителей  АД  и  ЧСС  с  плечевыми  и  запястными  манжетами,  погрешность 
которых  соответствует  требованиям  Р  50.2.032-2004  и  нормативному  документу 
международной  организации  законодательной  метрологии  МОЗМ  R  16-2  «Non-

invasive automated sphygmomanometers».  

 
 



 
 
Для  реализации  технического  моделирования  процессов,  протекающих  при 
измерении  АД  и  ЧСС,  разработан  гидравлический  имитатор  давления  и  частоты, 
реализованный  в  виде  гидравлической  системы  двух  измерительных  модулей, 
позволяющий  производить  поверку  измерителей  АД  и  ЧСС  с  плечевыми  и  с 
запястными манжетами.   
В  четвертой  главе  представлено  техническое  описание  разработанного  и 
реализованного  устройства  генерации  колебаний  с  диаграммами  изменения 
импульсов генерируемого расхода жидкости. 
Существующие устройства создания пульсаций в потоке жидкости, к которым 
относятся  генератор  переменного  расхода  (авторское  свидетельство  №  637722), 
гидромеханический  пульсатор  (авторское  свидетельство  №  1013764),  а  также  ряд 
других, предназначены исключительно для воспроизведения пульсирующего потока 
жидкости 
синусоидальной 
формы. 
Конструкция 
подобных 
устройств 
характеризуется трудностью получения пульсаций расхода требуемой амплитуды и 
формы  в  широком  диапазоне  частот,  так  как  для  этого  необходимо  управлять 
движением  большой  массы  жидкости,  а  это,  в  свою  очередь,  требует  создания 
значительного  давления  контролируемой  среды,  что  в  ряде  случаев  практически 
неосуществимо.  
С  целью  создания  пульсирующего  с  модуляцией  по  амплитуде  и  частоте 
потока  жидкости  в  гидравлических  каналах  поверочных  установок  разработано 
устройство генерации колебаний, представленное на рис. 6.  
 
 
 
Рис. 6. Устройство генерации колебаний  
 
 





 
 
 

                                   а)                                                                            б) 

 
                         в)                                                                            г) 
    
                                   д)                                                                           е) 
                                                                                                             
а)  пятиугольный  профиль;  б)  треугольный 
профиль; в) круглый профиль; г) шестиугольный 
профиль; д) восьмиугольный профиль;  
е)  трапециевидный  профиль;  ж)  квадратный 
профиль. 
Рис.  7.  Формы  импульсов  генерируемого 
расхода  жидкости  в  измерительном  и 
байпасном  каналах  при  соответствующем 
профиле планки  
 
 


 
 
Формирование  измерительных  сигналов  различных  форм  и  амплитуд 
разработанным  устройством  генерации  колебаний  позволяет  обеспечить 
стабильность  улавливания  измерительных  сигналов  поверяемыми  приборами  при 
проведении поверки. 
Создание  пульсирующих  потоков  и  выработка  измерительных  сигналов 
различных  форм  и  амплитуд  осуществляется  за  счет  введения  в  конструкцию 
устройства  генерации  колебаний  специальных  планок  3  различных  профилей     
(рис.  7),  расположенных  в  диаметрально  противоположных  точках  двух 
гидравлических  выходов  статора  1  (рис.  6).  Создание  потока  жидкости  с 
пульсационными  составляющими  в  измерительном  и  байпасном  каналах 
обеспечивается  равномерным  вращением  ротора  2  внутри  цилиндрического   
статора  1.  Ротор  2  выполнен  полым  с  прямоугольной  прорезью,  расположенной 
перпендикулярно  к  его  оси.  Вращение  ротора  2  осуществляется  с  помощью 
электродвигателя.  
Стабильное  пульсирующее  выталкивание  жидкости  устройством  генерации 

колебаний  обуславливается  синфазностью  перекрытия  гидравлических  выходов 

измерительного  и  байпасного  каналов.  Частота  пульсаций  регулируется  дискретно 
посредством  изменения  скорости  вращения  ротора  в  диапазоне  0,75  –  4  Гц, 
амплитуда колебаний определяется величиной расхода жидкости. 
Величины  расхода  находятся  в  прямой  зависимости  от  площади  проходного 
сечения каждой из применяемых планок. Формы импульсов генерируемого расхода 
жидкости  в  измерительном  и  байпасном  каналах  устройства  генерации  колебаний 
при соответствующем профиле планки приведены на рис. 7 (верхний график  – для 
измерительного  канала,  нижний  график  –  для  байпасного  канала)  при  частоте 
вращения ротора f = 0,75 Гц. 
В  результате  исследования  распространения  колебаний  расхода  жидкости, 
формируемых  устройством  генерации  колебаний,  были  установлены  оптимальные 
профили планок. Критериями оптимальности при этом являлись устойчивая работа 
и максимальная амплитуда колебаний. 
В  заключении  приводится  перечень  основных  результатов  диссертационной 
работы.  
В  приложениях  представлены  протокол  с  данными  об  испытуемых,  уровне 
зафиксированных АД и ЧСС на плече и на запястье, а также диаграммы изменения 
импульсов генерируемого расхода жидкости в частотном диапазоне, установленном 
рекомендациями по поверке измерителей АД и ЧСС. 
 
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 

1. 
Усовершенствован метод генерации пульсирующих потоков жидкости с 
целью расширения функциональных возможностей поверки измерителей АД и ЧСС.  
 
 


 
 
2. 
Впервые  выявлены  и  экспериментально  установлены  регрессионные 
соотношения  средних  значений  АД  и  ЧСС,  адекватно  описывающие  полученные 
данные с доверительной вероятностью p=0,99, необходимые для расчета  расхода и 

давления рабочей жидкости в измерительных модулях поверочных установок. 

3. 
Разработаны  установки  пульсирующих  потоков  для  комплектной 
поверки измерителей АД и ЧСС с плечевыми и с запястными манжетами.  
4. 
Разработано  устройство  генерации  колебаний,  позволяющее  создавать 
пульсирующие потоки жидкости и генерировать измерительные сигналы различных 
форм  и  амплитуд  в  гидравлических  каналах  поверочных  установок.  Определены 
формы и амплитуды импульсов генерируемого расхода жидкости в гидравлическом 
контуре поверочных установок. 
5. 
Разработан 
гидравлический 
имитатор 
давления 
и 
частоты, 
представляющий  собой  гидравлическую  систему  двух  измерительных  модулей, 
позволяющий  производить  поверку  измерителей  АД  и  ЧСС  с  плечевыми  и  с 
запястными манжетами. 
 

СПИСОК РАБОТ,  

ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 
 
В рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК РФ: 
1. Р.Н.  Каратаев,  А.И.  Сойко,  И.Н.  Синицын.  Математические  модели 
гемодинамики,  применимые  к  вопросам  проектирования  установок  для  поверки 
средств  измерений  артериального  давления  //  Казань:  Вестник  КГТУ  им. 
А.Н. Туполева, 2007, № 3 (47). – С. 105-109.  
2.  Р.Н.  Каратаев,  А.И.  Сойко,  И.Н.  Синицын,  А.В.  Овчинников. 
Регрессионная модель средних значений артериального давления при измерениях на 
плече и на запястье //  Казань: Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева, 2010, № 1 (57). – 
С. 136-140. 
 
Патенты: 
3. Патент на изобретение № 2393758 Российская Федерация, МПК А61В 5/00. 
Устройство  для  поверки  автоматизированных  сфигмоманометров  /  Каратаев  Р.Н., 
Сойко  А.И.,  Синицын  И.Н.  и  др.;  заявитель  и  патентообладатель  КГТУ                   
им. А.Н. Туполева. - № 2008144585; заявл. 11.11.2008; опубл. 10.07.2010, Бюл. № 19.  

4. Патент на изобретение № 2405423 Российская Федерация, МПК A61B 5/02, 

G09B 23/28, G01L 27/00. Имитационная модель руки человека для поверки средств 
измерения  артериального  давления  и  частоты  сердечных  сокращений  /          
Каратаев  Р.Н.,  Сойко  А.И.,  Синицын  И.Н.  и  др.;  заявитель  и  патентообладатель 
КГТУ  им.  А.Н.  Туполева.  –  №    2009123052;  заявл.  16.06.2009;  опубл.  10.12.2010, 
Бюл. № 34. 
 
 


 
 
5. Патент на изобретение № 2327119 Российская Федерация, МПК G01F 25/00. 
Пульсатор расхода / Каратаев Р.Н., Сойко А.И.,  Синицын И.Н. и др.; заявители и 
патентообладатели  ФГУ  «Татарстанский  ЦСМ»,  КГТУ  им.  А.Н.  Туполева.  –            
№ 2006119763; заявл. 05.16.2006; опубл. 20.06.2008, Бюл. № 17.  
6. Патент 
на  полезную  модель  №  61028  Российская  Федерация,                  
МПК  G01F  25/00.  Пульсатор  расхода  /  Каратаев  Р.Н.,  Сойко  А.И.,  Синицын  И.Н.     
и  др.;  заявители  и  патентообладатели  ФГУ  «Татарстанский  ЦСМ»,  КГТУ               
им. А.Н. Туполева - №2006119692, заявл. 05.06.06; опубл. 10.02.07, Бюл. № 4 (II ч.).  
7. Патент 
на  полезную  модель  №  81886,  Российская  Федерация,                 
МПК  А61В  5/22,  G01L  25/00.  Поверочное  устройство  для  автоматизированных 
сфигмоманометров  /  Каратаев  Р.Н.,  Сойко  А.И.,  Синицын  И.Н.  и  др.;  заявитель  и 
патентообладатель  КГТУ  им.  А.Н.  Туполева.  –  №  2008144562;  заявл.  11.11.08; 
опубл. 10.04.2009, Бюл. № 10. 
8. Патент  на  полезную  модель  №  87341  МПК  А61В  5/02.  Модель  руки 
человека  для  поверки  измерителей  артериального  давления  и  частоты  сердечных 
сокращений  /  Каратаев  Р.Н.,  Сойко  А.И.,  Синицын  И.Н.  и  др.;  заявитель  и 
патентообладатель  КГТУ  им.  А.Н.  Туполева  -  №  2009123078,  заявл.  16.06.2009; 
опубл. 10.10.2009, Бюл. № 28. 
Монография: 
9. А.И. 

Сойко,  И.Н.  Синицын,  Р.Н.  Каратаев.  Экспериментальное 

исследование точности цифровых измерительных приборов артериального давления 
и частоты пульса. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та им. А.Н. Туполева, 2010. – 
98 с. 
Публикации в других изданиях: 
10.  Р.Н.  Каратаев,  А.И.  Сойко,  И.Н.  Синицын.  Об  измерении  и  контроле 
средств  измерений  артериального  давления  //  Материалы  международной  научно-
практической  конференции  «Измерения  в  современном  мире»,  Санкт-Петербург, 
2007. – с. 53-55. 
11. И.Н. Синицын. Определение поправочных коэффициентов при измерении 
артериального  давления  и  частоты  пульса  //  Материалы  ХV  международной 
молодежной  научной  конференции  «Туполевские  чтения»,  Казань:  Изд-во  Казан. 
гос. техн. ун-та, 2007. – с. 380-381. 
12. Сойко А.И., Каратаев Р.Н., Синицын И.Н., Скурлатова Л.В. Колебательный 
контур для исследования динамических параметров потока жидкости // Материалы 
международной  научно-практической  конференции  «Авиакосмические  технологии 
и оборудование», Т.2, Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2008. – с. 132-134. 
13.  Сойко  А.И.,  Каратаев  Р.Н.,  Синицын  И.Н.  Способ  генерации 
пульсирующего  потока  в  измерительном  канале  //  Материалы  международной 
научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование», 
Т.2., Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2008. – с. 135-138. 
 
 


 
 
14.  А.И.  Сойко,  И.Н.  Синицын.  Особенности  метрологического  обеспечения 
тонометров на российском рынке // Материалы молодежной всероссийской научной 
конференции  «Инновационные  технологии  в  торговле  и  экономике»,  Казань: 
Отечество, 2008. – с. 31-33. 
15.  Синицын  И.Н.  Пульсатор  расхода  жидкости  //  Сборник  материалов  XX 
Всероссийской  межвузовской  научно-технической  конференции.  Часть  1 

«Электромеханические  и  внутрикамерные  процессы  в  энергетических  установках, 

струйная  акустика  и  диагностика,  приборы  и  методы  контроля  природной  среды, 
веществ, материалов и изделий», Казань, 2008. – с. 36-37. 
16.  Каратаев  Р.Н.,  Синицын  И.Н.,  Сойко  А.И.  Устройство  генерации 
пульсирующих  потоков  жидкости  //  Материалы  V  Всероссийской  научно-
технической конференции «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного 
транспорта и энергетики», Казань, 2009. – с. 594-599. 
17.  Синицын  И.Н.,  Сойко  А.И.  Приборы  и  методы  контроля  артериального 
давления  у  военнослужащих  //  Сборник  материалов  XXI  Всероссийской 
межвузовской 
научно-технической 
конференции  «Электромеханические  и 
внутрикамерные  процессы  в  энергетических  установках,  струйная  акустика  и 
диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и 
изделий», Казань, 2009. – с. 71-73. 
18. Сойко А.И., Хрунина А.И., Синицын И.Н. Реализация физической модели 
руки  человека  в  установках  для  поверки  измерителей  артериального  давления  // 
Сборник  научных  трудов  по  материалам  международной  научной  конференции 
«Научные исследования современности. Выпуск 1», т. 1, 4 октября 2010 года: Киев, 
2010. – с. 99-102. 
19.  Сойко  А.И.,  Каратаев  Р.Н.,  Хрунина  А.И.,  Синицын  И.Н.  Стенд  для 
исследования  пульсирующих  потоков  жидкости  //  Материалы  международной 
научной  конференции  «Осенние  научные  чтения»,  8  ноября  2010  г.,  Киев,  2010.       
– с. 43-46. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Подписано к печати 21.01.2011 
Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. 
Печ. л. 1,0. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,99.  
Тираж 100 экз. Заказ О 6.  
Типография Издательства Казанского государственного 
технического университета. 
420111, Казань, К. Маркса, 10. 
 
 




<< предыдущая страница