Tag zusammen,
Ich weiß nicht ob meine Fragen hier her passen. Ein Bekannter hat mir
diese Plattform hier empfohlen da sie sehr kompetent und offen bzw.
vielseitig (Elektronik etc. betreffend) sei.
Ich habe in letzter Zeit einiges zu Messtechniken in der
Bio-/Medizintechnik gelesen, aber einiges ist bei mir leider offen
geblieben. Deshalb hoffe ich, hier endlich Antworten zu finden.
Also folgendes: Es gibt ja unipolare und bipolare Ableit-/ bzw.
Messtechniken.
Bipolar (meinem Verständnis nach) bedeutet dass zwischen zwei Punkten
auf der Hautoberfläche die Spannung(sdifferenz?) gemessen wird.
Unipolar dass zwischen einem bestimmten Punkt auf der Hautoberfläche
(differente Elektrode) und eine Referenz (indifferente Elektrode)
gemessen wird.
Stimmt das soweit?
Was mich interessieren würde ist wie man Ströme messen kann, die bei
Bewegung entstehen. Also zum Beispiel wenn man sein Bein anhebt.
Spontan würde ich jetzt sagen, das müsste unipolar gemessen werden, weil
es ja um die eine Stelle auf der Hautoberfläche (am Beim bzw. der
entsprechenden Muskulatur geht).
Oft habe ich gelesen, dass die erwähnte Referenz dafür über
Zusammenschaltung mehrerer Elektroden entsteht. Irgendwo aber auch, dass
man auch eine größere indifferente Elektrode als die differente
Elektrode verwenden kann. Geht das tatsächlich? Das heißt dann, dass nur
2 Elektroden benötigt werden würden. Habe ich das so erstmal richtig
verstanden?
Keine Angst, ich möchte sowas nicht bauen. Das wäre mir viel zu
gefährlich, mich mit Elektroden an ein selbs gebautes Gerät
anzuschließen.
Mich interessiert aber die ganze Technik dahinter, und wie sowas
funktioniert. Vielleicht andere ja auch und die haben dann womöglich
dieselben Fragen.
Hoffe, ihr könnt mir da etwas Klarheit verschaffen.
Johann schrieb:> Also folgendes: Es gibt ja unipolare und bipolare Ableit-/ bzw.> Messtechniken.> Bipolar (meinem Verständnis nach) bedeutet dass zwischen zwei Punkten> auf der Hautoberfläche die Spannung(sdifferenz?) gemessen wird.> Unipolar dass zwischen einem bestimmten Punkt auf der Hautoberfläche> (differente Elektrode) und eine Referenz (indifferente Elektrode)> gemessen wird.> Stimmt das soweit?
Vorneweg: eine Spannung (=Potentialdifferenz) wird immer(!) zwischen 2
Punkten gemessen.
Um einen definierten Bezug herzustellen wird sowieso eine
"Masseelektrode" angebracht.
Und die Unipolare bzw. Bipolare Ableitung bezieht sich nur darauf, ob
die restlichen Spannungen gegenüber dieser gemeinsamen Elektrode oder
zwische 2 anderen Elektroden gemessen werden:
1
Unipolare Ableitung:
2
E1 o----------------------
3
|
4
E2 o----------------- | U1
5
| |
6
E3 o------------ | U2 |
7
| U3 | |
8
v v v
9
M o------------------------ Gemeinsamer Bezugspunkt UND
10
Potentialausgleich für Messverstärker
11
12
13
Bipolare Ableitung:
14
E1 o----------------------
15
| U1-U2
16
v
17
E2 o----------------------
18
19
E3 o----------------------
20
| U3-U4
21
v
22
E4 o----------------------
23
24
25
M o--------------------- Potentialausgleich für Messverstärker
Lothar M. schrieb:> Um einen definierten Bezug herzustellen wird sowieso eine> "Masseelektrode" angebracht.
Was ist dann aber mit der Referenzelektrode? Wenn sich sowieso die
gemessenen Spannungen auf diese Elektrode beziehen, welchen Sinn hat da
die Referenzelektrode? Von der Masseelektrode hatte ich schon gelesen,
aber der Zusammenhang entzieht sich mir irgendwie. Steh da irgendwie auf
dem Schlauch. Über Klärung würde ich mich freuen.
> Und die Unipolare bzw. Bipolare Ableitung bezieht sich nur darauf, ob> die restlichen Spannungen gegenüber dieser gemeinsamen Elektrode oder> zwische 2 anderen Elektroden gemessen werden:>
1
> Unipolare Ableitung:
2
> E1 o----------------------
3
> |
4
> E2 o----------------- | U1
5
> | |
6
> E3 o------------ | U2 |
7
> | U3 | |
8
> v v v
9
> M o------------------------ Gemeinsamer Bezugspunkt UND
10
> Potentialausgleich für Messverstärker
11
> Bipolare Ableitung:
12
> E1 o----------------------
13
> | U1-U2
14
> v
15
> E2 o----------------------
16
>
17
> E3 o----------------------
18
> | U3-U4
19
> v
20
> E4 o----------------------
21
>
22
>
23
> M o--------------------- Potentialausgleich für Messverstärker
24
>
So in etwa hatte ich das verstanden (also mit dem Bi- und Unipolar, hab
mich vielleicht blöd ausgedrückt). Danke dafür dass du mir das nochmal
bestätigt hast. Das bringt mich in meinem Verständnis schon ein gutes
stück weiter.
bernte schrieb:> evtl hilft es ja weiter> mit dem multimeter kann man bestimmt ein paar dinge am körper messen> http://www.elschenbroich.com/el_mess/el_mess.htm#Kap4
Interessanter Beitrag, danke dafür. Lesestoff hilft immer :).
Johann schrieb:> Was mich interessieren würde ist wie man Ströme messen kann, die bei> Bewegung entstehen
Gar nicht. Du kannst nur Potenziale an Muskeln messen - die wiederum
stehen in einem Verhältnis zur Aktivierung des Muskels. Siehe hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromyografie
Johann schrieb:> Was ist dann aber mit der Referenzelektrode? Wenn sich sowieso die> gemessenen Spannungen auf diese Elektrode beziehen, welchen Sinn hat da> die Referenzelektrode? Von der Masseelektrode hatte ich schon gelesen,> aber der Zusammenhang entzieht sich mir irgendwie.
Die "Masseelektrode" ist bei der unipolaren Messung gleichzeitig die
Referenzelektrode. Da sind diese beiden Begriffe praktisch austauschbar.
Bei der bipolaren Messung gibts aber genau so viele Referenzen wie
Messpunkte, und die Masseelektrode sorgt nur dafür, dass der
Messverstärker mit seinen Eingängen im erlaubten Gleichtaktbereich
arbeiten kann.
Lothar M. schrieb:> Die "Masseelektrode" ist bei der unipolaren Messung gleichzeitig die> Referenzelektrode. Da sind diese beiden Begriffe praktisch austauschbar.> Bei der bipolaren Messung gibts aber genau so viele Referenzen wie> Messpunkte, und die Masseelektrode sorgt nur dafür, dass der> Messverstärker mit seinen Eingängen im erlaubten Gleichtaktbereich> arbeiten kann.
Macht Sinn. Danke für die Erklärung.
Es müsste doch demnach funktionieren, sowas mit nur 2 Elektroden zu
bewerkstelligen, sprich eine Mess- und eine Masseelektrode, stimmt das?
Mal aus reiner Neugier, wie sähe sowas denn Schaltungstechnisch aus?
Also für gewöhnlich kommen ja Instrumentenverstärker zum Einsatz. Wenn
ich jetzt nur eine Messelektrode und eine Masseelektrode habe, macht das
ja wenig Sinn, weil ich ja im Prinzip nur eine einzige Spannung (an
Messelektrode bezogen auf Masse) habe.
Johann schrieb:> Also für gewöhnlich kommen ja Instrumentenverstärker zum Einsatz.
Also Differenzverstärker...
> Wenn ich jetzt nur eine Messelektrode und eine Masseelektrode habe
Dann nimmst du den Instrumentenverstärker und schließt der Einfachheit
halber den -Eingang und die Masse zusammen an die Masseelektrode. Übrig
bleibt dann im Grunde ein nichtinvertierender Verstärker...
Bei Biosignalen sollte die Messung entweder abgeschirmt erfolgen, was
schwierig ist, oder bipolar mit gemeinsamer Referenz. Der Grund warum
unipolare Messungen oft nicht funktionieren ist, dass die Messelektrode
und die Erde der Schaltung unterschiedliche Kapazität zur Umgebung und
damit zu Störquellen haben. Minimiert man aber diese Kapazität, zB durch
eine kleine drahtlose Schaltung, geht es auch. Beispiel: EKG Brustgurt.
Wenn Du also mit einem Bluetooth-Modul, z.B. schlicht als Audiostream,
Deine Ergebnisse überträgst, reicht öfter als nicht ein einfacher
Operationsverstärker mit DC-Unterdrückung durch einen Kondensator im
Spannungsteiler. Die Signale sind aber bipolar, man muss die Bezugmasse
des OPAmps also etwas verschieben, zB durch eine Diode oder so.
Wenn es eine größere Schaltung ist, geht nichts an einem
Differenzverstärker vorbei.
und ein sehr guter Bausatz zum experimentieren ist der Bitalino:
http://www.bitalino.com/
Lothar M. schrieb:> Dann nimmst du den Instrumentenverstärker und schließt der Einfachheit> halber den -Eingang und die Masse zusammen an die Masseelektrode. Übrig> bleibt dann im Grunde ein nichtinvertierender Verstärker...
Achso. Ich denke, ich verstehe. Vielen Dank an dich, du hast mir
wirklich extrem geholfen, indem du mir alle meine Fragen beantworten
konntest.
Jemin K. schrieb:> Bei Biosignalen sollte die Messung entweder abgeschirmt erfolgen, was> schwierig ist, oder bipolar mit gemeinsamer Referenz. Der Grund warum> unipolare Messungen oft nicht funktionieren ist, dass die Messelektrode> und die Erde der Schaltung unterschiedliche Kapazität zur Umgebung und> damit zu Störquellen haben. Minimiert man aber diese Kapazität, zB durch> eine kleine drahtlose Schaltung, geht es auch. Beispiel: EKG Brustgurt.> Wenn Du also mit einem Bluetooth-Modul, z.B. schlicht als Audiostream,> Deine Ergebnisse überträgst, reicht öfter als nicht ein einfacher> Operationsverstärker mit DC-Unterdrückung durch einen Kondensator im> Spannungsteiler. Die Signale sind aber bipolar, man muss die Bezugmasse> des OPAmps also etwas verschieben, zB durch eine Diode oder so.> Wenn es eine größere Schaltung ist, geht nichts an einem> Differenzverstärker vorbei.> und ein sehr guter Bausatz zum experimentieren ist der Bitalino:>>> http://www.bitalino.com/
Auch dir ein herzliches Dankeschön, für die Anregungen und den Link.
Wenn mich das jetzt tatsächlich weiterhin interessiert, ziehe ich es in
Erwägung, das mal genauer zu betrachten. Ist meiner Meinung nach ein
hochinteressantes Thema.
Also vielen Dank nochmal, für die ganzen Erklärungen, waren wirklich
sehr klar und hilfreich.
Schönen Abend noch an euch alle :).
