نیاز های فراوان برای فراهم کردن یک آزمایشگاه جهت بررسی عملکرد صحیح سیستم و خطایابی و صحت و درستی نتایج یک تحقیق بر روی انسان ضرورت مدل سازی یک سیستم بیولوژیکی را هر چه بیشتر بر ما آشکار می سازد , مدلی که بتواند هر چه بهتر خصوصیان و ویژیگی ها ی خاص هر یک از ارگان ها بدن یا کل ان را برای آزمایشات خاص داشته باشد بیشک مدل برتری است و هدف از یک مدل سازی نیز ارائه ی بهترین مدل ( الکتریکی یا مکانیکی و یا غیره ) از یک سیستم است ( اینجا سیستم ما بدن انسان است ).
جهت شروع مدل سازی یک سیستم نیاز به پیش دانسته هایی است که ضرورت فراگیری آنها بسیار احساس می شود هدف از این مقاله آموزش این گونه مسایل نیست که خود انها نیاز مند مقالاتی مدون و جدا بوده وخارج از حوصله ی این مقاله دارد اما به طور کم وبیش به انها اشاره خواهد شد .
پیش نیاز های علمی برای یک مدل سازی الکتریکی مناسب :
• آشنایی با آنالیز برداری (VECTOR ANALYSIS )
o بردار ها و اسکالر ها
o گرادیان (Gradient)
o دیورژانس (DIVERGENCE )
o لاپلاسین و ...
• آشنایی با المان ها الکتریکی وروابط حاکم بر آن ها
o خازن
o مقاومت
o سلف
o ترانسفورماتور
o ترانزیستور
o منابع جریان و ولتاژ
تعریف :
متغیر عبوری (Through Variable ) : از اصلی ترین متغیر هاست . مقدار این متغیر نیاز در هنگام تعریف نیاز به مرجع ندارد به طور مثال مقدار دبی آب عبوری یا گشتاور و یا جریان خون .
متغیر عرضی :( Cross Variable ) این هم از متغیر های مهم و پایه ای سیستم ما است ولی برای تعریف نیاز به یک مرجع دارد که معمولا صفر است مانند ولتاژ و یا ارتفاع و یا فشار .
سیستم آنالوگ : سیستم هایی دینامیکی هستند که اگر چه از لحاظ ظاهر وفیزیک با هم متفاوت هستند اما خواص یکسان دارند در واقع باید گفت تابع تبدیل یکسان دارند . ما در مدل سازی یک سیستم از سیستم های آنالوگ معادل سیستم اولیه که بصورت الکتریکی هستند بهره خواهیم برد .
مثال جالبی که فقط برای روشن تر شدن مطلب در سیستم های آنالوگ می توان زد یک عضله در مقایسه با یک ترانزیستور
در ترانزیستور سیگنال کوچکی به وارد بیس می شود به صورت تقویت شده در کلکتور و امیتر مشاهده می شود این سیگنال را می توان معادل همان پیام الکتریکی که توسط رشته ی عصبی وارد عضله می شود دانست که توسط ان عضله حرکات انقباضی انجام می دهد . منبع Vcc نیز به سان انرژی شیمیایی است که از سوخت و ساز سلولی حاصل می گردد .
معادل های الکتریکی :
در این بخش می خواهیم معادل الکتریکی تعدادی از المان های خارجی را معرفی کنیم . این معادل ها با توجه به روابط حاکم بر المان های خارجی و تشابه آنها با روابط معادل الکتریکی انتخاب شده اند .
چرخ دنده و معادل الکتریکی آن – ترانسفورماتور :
دریک چرخ دنده ایده آل با فرض عدم تلفات اصطکاکی آن روابط زیر را داریم:
و دریک ترانسفورماتور ایده ال داریم :
ترانسفورماتور یک مبدل ولتاژ جریان است اما مقدار حاصلضربی در ان ثابت می ماند و در واقع توان مقدار ثابتی دارد :
و این نسبت دور ترانسفورماتور است که مقدار تبدیل جریانی را معین می گرداند (n ) .
در چرخ دنده نیز روابط متناظراست .
در مثال چرخ دنده و ترانسفورماتور , یک اهرم معمولی نیز می تواند معادل یک سیستم آنالوگ باشد ..........(ادامه داره )
گرد آوری و ترجمه :
علی آقایی فر
نفیسه بابایی
پایگاه تخصصی مهندسی پزشکی ایران
www.Bioemm.com/forum
فقط یه چیز مقاله بالا به صورت کامل PDF شده است چون فرمول ها به صورت عکس بودن وزیاد بودن نتونستم در بالا بذارم ولی می تونید PDF کاملش رو از خود سایت بالا در فرومش پیدا کنید .
امیدوارم که مفید باشه
جهت شروع مدل سازی یک سیستم نیاز به پیش دانسته هایی است که ضرورت فراگیری آنها بسیار احساس می شود هدف از این مقاله آموزش این گونه مسایل نیست که خود انها نیاز مند مقالاتی مدون و جدا بوده وخارج از حوصله ی این مقاله دارد اما به طور کم وبیش به انها اشاره خواهد شد .
پیش نیاز های علمی برای یک مدل سازی الکتریکی مناسب :
• آشنایی با آنالیز برداری (VECTOR ANALYSIS )
o بردار ها و اسکالر ها
o گرادیان (Gradient)
o دیورژانس (DIVERGENCE )
o لاپلاسین و ...
• آشنایی با المان ها الکتریکی وروابط حاکم بر آن ها
o خازن
o مقاومت
o سلف
o ترانسفورماتور
o ترانزیستور
o منابع جریان و ولتاژ
تعریف :
متغیر عبوری (Through Variable ) : از اصلی ترین متغیر هاست . مقدار این متغیر نیاز در هنگام تعریف نیاز به مرجع ندارد به طور مثال مقدار دبی آب عبوری یا گشتاور و یا جریان خون .
متغیر عرضی :( Cross Variable ) این هم از متغیر های مهم و پایه ای سیستم ما است ولی برای تعریف نیاز به یک مرجع دارد که معمولا صفر است مانند ولتاژ و یا ارتفاع و یا فشار .
سیستم آنالوگ : سیستم هایی دینامیکی هستند که اگر چه از لحاظ ظاهر وفیزیک با هم متفاوت هستند اما خواص یکسان دارند در واقع باید گفت تابع تبدیل یکسان دارند . ما در مدل سازی یک سیستم از سیستم های آنالوگ معادل سیستم اولیه که بصورت الکتریکی هستند بهره خواهیم برد .
مثال جالبی که فقط برای روشن تر شدن مطلب در سیستم های آنالوگ می توان زد یک عضله در مقایسه با یک ترانزیستور
در ترانزیستور سیگنال کوچکی به وارد بیس می شود به صورت تقویت شده در کلکتور و امیتر مشاهده می شود این سیگنال را می توان معادل همان پیام الکتریکی که توسط رشته ی عصبی وارد عضله می شود دانست که توسط ان عضله حرکات انقباضی انجام می دهد . منبع Vcc نیز به سان انرژی شیمیایی است که از سوخت و ساز سلولی حاصل می گردد .
معادل های الکتریکی :
در این بخش می خواهیم معادل الکتریکی تعدادی از المان های خارجی را معرفی کنیم . این معادل ها با توجه به روابط حاکم بر المان های خارجی و تشابه آنها با روابط معادل الکتریکی انتخاب شده اند .
چرخ دنده و معادل الکتریکی آن – ترانسفورماتور :
دریک چرخ دنده ایده آل با فرض عدم تلفات اصطکاکی آن روابط زیر را داریم:
و دریک ترانسفورماتور ایده ال داریم :
ترانسفورماتور یک مبدل ولتاژ جریان است اما مقدار حاصلضربی در ان ثابت می ماند و در واقع توان مقدار ثابتی دارد :
و این نسبت دور ترانسفورماتور است که مقدار تبدیل جریانی را معین می گرداند (n ) .
در چرخ دنده نیز روابط متناظراست .
در مثال چرخ دنده و ترانسفورماتور , یک اهرم معمولی نیز می تواند معادل یک سیستم آنالوگ باشد ..........(ادامه داره )
گرد آوری و ترجمه :
علی آقایی فر
نفیسه بابایی
پایگاه تخصصی مهندسی پزشکی ایران
www.Bioemm.com/forum
فقط یه چیز مقاله بالا به صورت کامل PDF شده است چون فرمول ها به صورت عکس بودن وزیاد بودن نتونستم در بالا بذارم ولی می تونید PDF کاملش رو از خود سایت بالا در فرومش پیدا کنید .
امیدوارم که مفید باشه
دیدگاه