Elektronische Meßtechnik in der Physiologie

Einige Jahre in einem neurophysiologischen Labor haben in mir den Eindruck hinterlassen, daB viele Biologen und Mediziner bei der Durch fUhrung komplizierter und praziser Messungen eine unnotige Scheu vor dem damit verbundenen elektronischen Aufwand zeigen. Diese Erfahrung hat mich von der Notwendigkeit Uberzeugt, darzulegen, daB solche Mes sungen kein detailliertes Wissen tiber Elektronenrohren und Transisto ren voraussetzen. Allerdings erschopfen sich die meisten Elektronik-LehrbUcher in Ein zelheiten tibe~ Rohren- und Transistorschaltungen und Uberlassen es dem Leser, sich die Prinzipien des MeBvorgangs selbst anzueignen. Die Auf gabe, eine Transistorschaltung zu entwerfen, stellt sich jedoch in der heutigen Laborpraxis nicht mehr, da fertige Verstarker in einer Bau groBe zur VerfUgung stehen, wie sie frUher fUr einzelne Transistoren Ublich war. Daher 5011 hier der Versuch unternommen werden, die Betonung auf den MeBvorgang selbst und auf das Zusammenschalten von Bausteinen und Ge raten zu verlegen. lm ersten Kapitel werden die wichtigsten Grundlagen elektrischer MeB verfahren zusammengestellt. Auch sollen etwas vom Ublichen abweichende Betrachtungsweisen dargestellt werden, die jedoch fUr physiologische Problemstellungen angebracht erscheinen. Der zweite Abschnitt be schreibt den MeBvorgang, namlich das Zusammenschalten von MeBwertauf nehmern oder Elektroden mit Vorverstarkern und daran anknUpfenden Re gistrier- und Darstellungsgeraten. Damit sollte der Leser in die Lage versetzt sein, mit Hilfe von kommerziellen Geraten MeBanordnungen fUr individuelle Problemstellungen aufzubauen. SchlieBlich wird im dritten und vierten Kapitel gezeigt, wie sich un ter Verwendung integrierter Bausteine und einfacher Regeln MeBschal tungen selbst erstellen lassen.

Inhalt

1. Grundlagen.- 1.1 Der Widerstand und das Ohmsche Gesetz.- 1.2 Der Kondensator.- 1.3 Induktion, magnetische Wechselwirkung.- 1.4 Halbleiterbauelemente.- 1.5 Verknüpfung einzelner Bauelemente.- 1.6 Schaltbilder werden durchschaubar; Ersatzschaltbilder.- 1.7 Zeitverhalten.- 2. Die Meßkette.- 2.1 Verknüpfung von Geräten.- 2.2 Der Vorverstärker.- 2.3 Elektrophysiologische Ableitungen, Elektroden.- 2.4 Ionensensitive Elektroden.- 2.5 Meßwertwandler.- 2.6 Zwischenverstärker.- 2.7 Darstellung und Aufzeichnung.- 2.8 Elimination von Störeinflüssen.- 3. Operationsverstärker.- 3 .1 Rückkopplung.- 3.2 Rückkopplungsschaltungen.- 3.3 Technische Ausführung von Operationsverstärkern.- 3.4 Datenverstärker, Trennverstärker.- 3.5 Fehlersuche bei Verstärkerschaltungen.- 4. Anwendungsbeispiele.- 4.1 Die Folgerschaltung als Vorverstärker für hochohmige Eingangssignale.- 4.2 Brückenmessung mit einem Datenverstärker (Instrumentenverstärker).- 4.3 Strommessung mit einer Invertiererschaltung.- 4.4 Geregelte Stromquelle; Mikroelektroden-Iontophorese.- 4.5 Widerstandsthermometer.- Lösungen zu den Übungsaufgaben.- Kurzes Verzeichnis englischer Fachausdrücke.