Введение. 
Изготовление биотехнических и медицинских аппаратов и систем

Дальнейшее развитие медицинской техники во многом зависит от совершенствования средств контроля и управления медико-биологическими параметрами, в первую очередь обеспечивающих их измерения. Именно поэтому производству измерительной техники для медицинских диагностических и терапевтических систем в настоящее время уделяется особое внимание.

Процесс измерения, в результате которого устанавливаются количественные свойства объекта исследования, базируется на использовании измерительных преобразований, под которым понимается техническое устройство, реализующее определённое измерительное преобразование. Очевидно, что развитие измерительной техники предполагает разработку новых измерительных преобразователей, улучшение их технических и медицинских характеристик, повышение их эффективности, надёжности, а также их микроминиатюризацию. В связи с этим арсенал измерительных преобразователей, составляющих основу датчиков различных физических и физиологических величин, непрерывно пополняется.

Датчики как средства измерения, содержащие не только первичные преобразователи, но и элементы измерительных схем, в которые включены эти преобразователи (усилители, функциональные преобразователи, устройства сопряжения с последующими средствами измерения и автоматизации), в настоящее время реализуются на основе различных физических явлений и различных технологий. Это даёт возможность делать их как многофункциональными, так и «интеллектуальными», позволяющими выявлять при преобразовании определённой величины воздействия других величин, которые искажают результат преобразования. Значения этих величин, преобразованных в электрические, могут использоваться для коррекции результата измерения фиксируемой величины. Например, при измерении давления существенное влияние оказывает изменение температуры среды, в которой это давление измеряется. Поэтому при наличии датчика давления, обеспечивающего при определённых условиях измерение также и температуры, результат определения последней используется для коррекции результата измерения давления. В этом случае можно говорить не только о многофункциональности, но и о совершенно новых свойствах датчика, в частности о появлении свойства самокорректировки, т. е. его «интеллектуализации».

В последнее время при создании датчиков физических и физиологических величин наметились сочетания различных физических принципов действия и новых направлений технологии, например микромеханики и микроэлектроники, объединённых в рамках нанотехнологий. Возвращаясь к случаю преобразования давлений, в качестве примера можно привести построение датчика, в котором используются кремниевые упругие элементы, на которых размещены кремниевые тензорезисторы, а также элементы схемы усиления, линеаризации и нормирования электрических сигналов. Для интеллектуализации датчика в едином корпусе с ним может располагаться не только усилитель или другие аналоговые схемы, а и микроконтроллер, который преобразует аналоговые сигналы в цифровую форму и ведёт их дальнейшую обработку или передаёт в ЭВМ по стандартному интерфейсу.

Эти датчики, кроме улучшенных метрологических характеристик, малых габаритных размеров и небольшой массы, по мере развития нанотехнологий будут иметь и невысокую стоимость.

Структура учебного пособия учитывает как специфику датчиков, используемых в биотехнических системах, так и требования Государственного образовательного стандарта.