Так как знаки погрешностей элементов  схемы неизвестны, все частные производные принимаем положительными. Находим погрешность коэффициента обратной связи , .

     Переходим к относительной погрешности  .

     Первое  слагаемое – относительное значение аддитивной составляющей погрешности.

     

     Второе  и третье слагаемые – погрешность  крутизны преобразования (коэффициента усиления):

     

     Приведенная погрешность в конце шкалы (U=U_мах)

                   

     Расчет  погрешности выходного  усилителя.

     К_н=10 – номинальный коэффициент усиления. Коэффициент обратной связи β=R₉/R₁₀=10³/10⁴=0,1.  Смещение на входе усилителя складывается из следующих составляющих:

1. смещение нуля операционного усилителя ∆U₁ 75·10^-6 В;
2. смещение нуля на выходе, обусловленное разностью входных токов, ∆U₂=±∆I_вх ·R₉ ·К_н=3,8·10^-9 ·10⁴=38·10^-6 В;
3. смещение нуля на выходе, вызванное различием сопротивлений во входных цепях: к неинвертирующему входу r_вх1=909 Ом; к инвертирующему входу r_вх2=R₃R₄/(R₃+R₄)=10³·10⁴/(10³+10⁴)=909.09 Ом; разность сопротивлений входных цепей ∆r_вх =0.09 Ом; смещение на выходе ∆U₃=∆I_вх·∆r_вх·К_н=3,8·10^-9 ·0.09·10=3,6·10^-9 В;
4. температурный дрейф смещения ∆U₄=±∆U_Т·∆t=3·10^-6·45=135·10^-6 В;
5. смещение нуля под действием температурного дрейфа разностью входных токов       ∆U₅ = ±∆I_Т · ∆t · R₉· K_н =120 · 10^-12·45·10·10³=54·10^-6 В.

     Первые  три составляющие смещение нуля остаются постоянными в пределах рабочих  условий и образуют погрешность  установки нуля перед началом  измерений . ∆U_уст=∆U₁+∆U₂+∆U₃=113·10^-6 В

       Тогда смещение нуля в процессе  измерения не превышает ∆U_см=±(∆U_уст+∆U₄+∆U₅) ≈± 304·10^-6 В.

     Составим  уравнение погрешности усилителя, приведенной к выходу .

     Частные производные  , ,  .

     Так как знаки погрешностей элементов схемы неизвестны, все частные производные принимаем положительными. Находим погрешность коэффициента обратной связи , .

     Переходим к относительной погрешности  .

Первое  слагаемое – относительное значение аддитивной составляющей погрешности.

     

     Второе  и третье слагаемые – погрешность  крутизны преобразования (коэффициента усиления) :

     

     Приведенная погрешность в конце шкалы (U=U_мах) [5]

                   

Суммарная погрешность

     Основная  часть погрешности измерительного прибора определяется погрешностью предварительного усилителя, которая  рассчитана выше. Погрешность фильтров примем равной 0,1 %. Погрешность в микроконтроллере можно не учитывать, т.к. она очень мала. Таким образом, общая погрешность прибора равна:

      . [3] 

 

9. Разработка конструкции устройства.

    Расчет  площади печатной платы начинаем с расчета установочной площади  элементов. Установочная площадь представляет собой прямоугольник, описанный вокруг элемента с учетом его максимальных установочных размеров, требований по монтажу, обеспечивающих нормальную работу электроээнцефалографа.

     S_∑=K_y∑S_{устi     ,}

    где S_∑ - суммарная площадь;

    K_y – коэффициент увеличения площади, зависящий от назначения радиоэлектронного средства и условий эксплуатации и равный 1…5;

    S_устi – установочная площадь i – го элемента.

    Установочная  площадь отдельных элементов:

    Резисторы 238 штук S_уст=3708,72 мм²

    Конденсаторы 68 штук S_уст=76896 мм²

    Операционные  усилители КР140УД17 102 штук S_уст=8032,5 мм²

    Микроконтроллер S_уст=148,84 мм²

    Микросхема  К591КН3 S_уст=240 мм²

    Гальваническая  развязка S_уст= 5000 мм²

    Итого, суммарная площадь печатной платы  устройства равна

    S_∑=93810.06 мм². Исходя из этого печатная плата должна иметь размеры 470×400 мм.

    Исходя  из размеров печатной платы корпус прибора должен иметь следующие  размеры: боковая панель 550 × 240 × 75 . Чертеж корпуса прибора представлен в приложении. На передней панели расположено кнопка для включения канала измерения, кнопка сеть, вертикально расположены разъёмы для включения электродов. На задней панели расположен разъём для питания, для подключения ЭВМ.

 

10. Заключение.

    В данном курсовом проекте был разработан портативный электроэнцефалограф. Были разработаны структурная, функциональная и принципиальная схемы устройства. Одним из путей усовершенствования разработанного прибора является увеличение количества электродов (для белее точного обследования),  добавление блока воздействия на биологический объект (свет, звук).

    В результате данного курсового проекта  разработано устройство, удовлетворяющее  всем требованиям технического задания.

 

11. Список литературы.

1. Ю.Г. Кратин, В.И. Гусельников. Техника и методики электроэнцефалографии. Ленингр.: Наука, 1971.-319с.
2. И.В.Камышко. Медицинские приборы. Разработка и применение. –  М.: Медицинская книга, 2004. – 720 с.
3. Г. А. Садовский. Основы теории погрешностей измерительных устройств: Учебное пособие. Рязань: РРТИ, 1981. – 84с.
4. П. Гарет. Аналоговые устройства для микропроцессоров и мини ЭВМ. – М.: Мир, 1981. – 260 с.
5. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. М.: Радио и связь, 1989. -496 с.
6. И.И. Четвертков, В.М. Терехов. Резисторы. Справочник. -2-е изд. М.: Радио и связь, 1991. - 528с.
7. И.И. Четвертков, М.Н. Дьяконов. Конденсаторы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1993. - 392с.
8. Операционные усилители и компараторы. Справочник. Том 12. М.: Додека-XXI, 2001. – 560с.
9. http://www.masterkit.ru/info/magshow.php?num=56&open=o26o4o&search=
10. http://www.ramld.ru/
11. http://www.efo.ru/doc/Atmel/Atmel.pl?1216
12. http://www.chipdip.ru/
13. Справочник по электро - измерительным приборам. Ленинград: Энергия, 1977. – 832 с.
 

14. Приложение 1.