时间常数
rl时间常数τ的计算公式
rl时间常数τ的计算公式时间常数τ是描述一个物理系统响应时间的重要参数，在控制系统和电路设计中具有广泛的应用。
本文将介绍计算时间常数τ的常用公式和方法。
一、定义与意义时间常数τ是指系统在收到输入信号后，所需时间达到其输出信号的约63.2%的稳定值的时间。
它描述了系统对输入信号的响应速度。
在控制系统中，时间常数τ越小，系统响应越快速。
而在电路中，时间常数τ则决定了信号的传播速度和衰减程度。
二、计算方法时间常数τ的计算方法取决于系统的特性和结构。
下面将介绍几种常见的计算公式。
1. RC电路的时间常数τ计算在一个简单的RC电路中，电容器充电或放电的时间常数τ可以通过以下公式计算：τ = R * C其中，R为电路的电阻值，C为电容器的电容值。
2. RL电路的时间常数τ计算对于一个RL电路，时间常数τ可以通过以下公式计算：τ = L / R其中，L为电路的电感值，R为电路的电阻值。
3. RLC电路的时间常数τ计算对于一个RLC电路，时间常数τ可以通过以下公式计算：τ = L / (R + RL)其中，L为电路的电感值，R为电路的电阻值，RL为电路的负载阻抗。
三、实例下面将通过一个实例来具体说明时间常数τ的计算方法。
假设有一个RL电路，电感L为2H，电阻R为10Ω。
根据上述公式，我们可以计算出时间常数τ：τ = L / R = 2H / 10Ω = 0.2s这意味着当该RL电路受到输入信号后，它需要约0.2秒的时间来达到其输出信号的稳定值的63.2%。
在设计控制系统或电路时，我们可以根据时间常数τ的大小来选择合适的组件和参数，以满足系统的要求。
四、注意事项在计算时间常数τ时，需要保证使用的物理量单位一致。
如果不一致，需要先进行单位转换。
另外，在实际应用中，还要考虑到系统的非线性特性和其他因素对时间常数的影响。
结论时间常数τ是描述系统响应时间的重要参数，在控制系统和电路设计中有广泛的应用。
本文介绍了计算时间常数τ的常见公式和方法，并通过实例进行了说明。
自动控制原理第三章-2-时间常数-系统动态
p>0 表示系统极点位于 S 平面的右半平面，指数项增加，系统
是不稳定的
p=0，则系统响应关于时间为常数，系统是）
一阶系统动态
• 由一阶对象组成的单位反馈闭环系统仍然是一个一阶系 统，只是系统增益和时间常数变小，为原值的1/(1+K0)
闭环传递函数 G(s) R(s)
i2 (t ) i2 (t ) ss i2 (t )t i2 (t ) ss 0
m2 20m 100 0 m1 m2 10
A1=? A2=?
由于能量无法突变，于是有
10t 10t i2 (t ) i2 (t )t A e A te 1 2
i2 (0 ) 0, Di2 (0 ) 5
t
0
t 3T，c(t ) 0.95K
t 5T， c(t ) 0.993K
22
系统的暂态（动态）
一阶系统动态
考虑比例控制器 闭环传递函数 G(s)
R (s) + E (s)
控制器
K1 K1 T0 s 1 T0 K1 G(s) K1 T0 s 1 K1 s K1 1 1 T0 s 1 T0
(2) 对于 =1, 系统具有相等实根
nt nt xb (t )t A e A te 1 2
m1 m2 n n
2 (3) 对于 0< <1, 系统具有共轭复根 m1,2 n jn 1 , 并且 系统暂态具有阻尼正弦函数形式 Ae t sin(d t )
参考点
xa f(t) K xb
求解
xb (t ) xb (t )ss xb (t )t
t, D2xb=Dxb=0
时间常数
呼气相时间常数: 临床资料
重度COPD RCint 2.88 1.61 中度COPD 1.02 0.40 其他病因 0.65 0.28
RCfvp
RCfv100
0.75 0.20
0.85 0.18
0.70 0.19
0.79 0.22
0.60 0.10
0.63 0.12
呼气相时间常数: 临床资料
Lourens MS, van den Berg B, Aerts JGJV, et al. Expiratory time constants in mechanically ventilated patients with and without COPD. Intensive Care Med 2000; 26: 1612-1618 潮阳机械通气学院
呼气相时间常数: 临床资料
RCfv100 = Vt / (V’100, exp – V’end, ex)
RCfv75 = 0.75 x Vt / (V’75, exp – V’end, ex)
RCfv50 = 0.50 x Vt / (V’50, exp – V’end, ex) RCfv25 = 0.25 x Vt / (V’25, exp – V’end, ex)
计算时间常数的简单方法
流量 (L/min)
0
容积(L)
PEFR
Vt
TauE = Vt / PEFR
Brunner JX, Laubscher TP, Banner MJ, et al. Simple method to measure total expiratory time constant based on the passive expiratory flow-volume curve. Critical Care Med 1995; 23(6):1117-1122 潮阳机械通气学院
积分电路时间常数
积分电路时间常数一、概念解释积分电路是一种能够对输入信号进行积分运算的电路，其输出信号是输入信号的积分值。
时间常数是指电路中元件或系统对输入信号响应的快慢程度，它决定了系统的动态特性和稳态特性。
二、积分电路时间常数的计算方法1. RC积分电路的时间常数RC积分电路是一种简单常见的积分电路，其时间常数τ可以通过以下公式进行计算：τ = R × C其中，R为电阻值，C为电容值。
2. 由运放构成的积分电路的时间常数由运放构成的积分电路也称为运算放大器积分器。
其时间常数τ可以通过以下公式进行计算：τ = R × C其中，R为反馈电阻值，C为输入端与地之间的串联电容值。
3. 双T网络积分器的时间常数双T网络积分器也称为Wien桥网络积分器。
其时间常数τ可以通过以下公式进行计算：τ = 2 × R × C其中，R为双T网络中两个串联电阻之和，C为两个并联电容之和。
三、影响时间常数大小因素及调节方法1. 选择合适的元件参数电路中的电阻和电容参数决定了时间常数的大小，因此合理选择元件参数可以调节时间常数。
一般来说，时间常数越大，积分效果越好，但响应速度越慢。
因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
2. 通过改变输入信号频率来调节时间常数对于RC积分电路和由运放构成的积分电路，可以通过改变输入信号的频率来调节时间常数。
当输入信号频率较高时，时间常数会减小；当输入信号频率较低时，时间常数会增大。
3. 通过串联或并联元件来调节时间常数在双T网络积分器中，可以通过串联或并联元件来调节时间常数。
具体方法是增加或减少电阻或电容值。
四、应用举例积分电路在实际应用中有着广泛的应用。
例如，在模拟计算机中经常使用RC积分电路作为模拟信号处理的基础模块；在音频处理器中使用双T网络积分器进行音频滤波等处理；在自动控制系统中使用由运放构成的积分电路进行控制系统设计等。
五、总结本文介绍了积分电路时间常数的概念及计算方法，以及影响时间常数大小的因素及调节方法。
时间常数计算公式
时间常数计算公式摘要：1.时间常数概念介绍2.时间常数计算公式详解3.应用实例及分析4.时间常数的意义和作用5.总结正文：时间常数是电路系统中一个重要的参数，它反映了电路响应的速度。
时间常数计算公式如下：τ= R × C其中，τ代表时间常数，R 代表电阻值，C 代表电容值。
一、时间常数概念介绍时间常数是指电路系统从初始状态发生变化，到达新的稳定状态所需要的时间。
它可以用来衡量电路响应的快慢。
时间常数越小，电路响应越快；时间常数越大，电路响应越慢。
二、时间常数计算公式详解时间常数计算公式为τ = R × C。
其中，τ 代表时间常数，R 代表电阻值，C 代表电容值。
这个公式表明，电阻和电容的乘积越大，时间常数就越长。
三、应用实例及分析假设一个电路系统中，电阻R 为10Ω，电容C 为1μF。
根据时间常数计算公式，可以得到：τ= 10Ω × 1μF = 10μs这意味着这个电路系统从初始状态发生变化，到达新的稳定状态需要10 微秒的时间。
四、时间常数的意义和作用时间常数在电路设计中具有重要意义。
它可以用来选择合适的元器件，以确保电路系统具有良好的性能。
例如，在滤波器设计中，时间常数是一个关键参数，它决定了滤波器的截止频率。
时间常数越小，滤波器的截止频率越高，对信号的滤波效果越好。
五、总结时间常数是电路系统中的一个重要参数，它反映了电路响应的速度。
通过时间常数计算公式，我们可以了解电路系统的响应特性，并为电路设计提供依据。
时间常数
时间常数表示过渡反应的时间过程的常数。
指该物理量从最大值衰减到最大值的1/e 所需要的时间。
对于某一按指数规律衰变的量，其幅值衰变为1/e 倍时所需的时间称为时间常数。
在不同的应用领域中，时间常数也有不同的具体含义。
在电阻、电容的电路中，它是电阻和电容的乘积。
若C 的单位是μF （微法），R 的单位是MΩ（兆欧），时间常数的单位就是秒。
在这样的电路中当恒定电流I 流过时，电容的端电压达到最大值（等于IR ）的1-1/e 时即约0.63倍所需要的时间即是时间常数，而在电路断开时，时间常数是电容的端电压达到最大值的1/e ，即约0.37倍时所需要的时间。
RLC 暂态电路时间常数是在RC 电路中,电容电压Uc 总是由初始值UC(0)按指数规律单调的衰减到零,其时间常数=RC 。
注：求时间常数时，把电容以外的电路视为有源二端网络，将电源置零，然后求出有源二端网络的等效电阻即为R 在RL 电路中,iL 总是由初始值iL(0)按指数规律单调的衰减到零,其时间常数=L/R 时间常数越大响应越慢 1、比例环节：r (t )方块图模拟电路图中：ifP R R K =R i =1M ，R f =510K ，（K P =0.5）； R i =1M ，Rf =1M ，（K P =1）； R i =510K ，R f =1M ，（K P =2）； 2、积分环节：r (t )方块图 模拟电路图中：T i =R i C fR i =1M ，C f =1μ，（T i =1s ）；R i =1M ，C f =4.7μ，（T i =4.7s ）；）； R i =1M ，C f =10μ，（T i =10.0s ）； 3、比例积分环节：r(t)方块图模拟电路图中：ifP RRK=；T i=R f C fR i=R f=1M，C f=4.7μ，（K P=1，T i=4.7s）；R i=R f=1M，C f=10μ，（K P=1，T i=10s）；R i=2M，Rf=1M，C f=4.7μ，（K P=0.5，T i=4.7s）；4、比例微分环节：r(t)方块图模拟电路图中：i1fP RRKR+=；CRRRRRRTffd⋅+++=12f121RR；T f=R2CR i=R f=R1=R2=1M，C=2μ，（K P=2，T d=3.0s）；R i=2M，R f=R1=R2=1M，C f=2μ，（K P=1，T d=3.0s）；R i=2M，R f=R1=R2=1M，C f=4.7μ，（K P=1，T d=7.05s）；5、比例积分微分环节：r(t)方块图模拟电路图中：i 1f P R R K R +=+fC CR ⋅+i 21R R ；T i =(R f +R 1)C f +(R 1+R 2)C ；()()()CR R C R R CC R R R R R R T 21f f 1f f 2f 121d +++⋅++=；T f =R 2CR i =4M ，R f =R 1=R 2=1M ，C =C f =4.7μ，（K P =1，T i =18.8s ，T d =3.525s ） 6、一阶惯性环节：r (t )方块图 模拟电路图中：ifP R R K =；T =R f C f R i =R f =1M ，C f =1μ，（K =1，T =1s ）； R i =R f =1M ，C f =4.7μ，（K =1，T =4.7s ）；R i =510K ，R f =1M ，C f =4.7μ，（K =2，T =4.7s ）；。
低通滤波器的时间常数物理意义
低通滤波器的时间常数物理意义
低通滤波器是一种能够将高频信号过滤掉，只留下低频信号的电子元器件。
在低通滤波器中，时间常数是一个重要的参数，通常表示为τ。
它是低通滤波器中的一个时间因素，具有物理意义。
时间常数τ是低通滤波器中的一个指标，其值取决于电容器和电阻器的数值。
在低通滤波器中，电容器和电阻器共同构成一个RC电路，时间常数τ就是RC电路充电或放电所需的时间。
从物理意义上来说，时间常数τ反映了低通滤波器对信号的响应速度。
如果低通滤波器的时间常数较小，则其响应速度较快，能够对高频信号进行有效的过滤。
而如果时间常数较大，则对于低频信号的过滤效果更好。
因此，正确选择时间常数τ可以有效地控制低通滤波器的过滤效果。
总之，时间常数τ是低通滤波器中的一个重要参数，具有物理意义。
在实际应用中，根据需要选择合适的时间常数值，可以有效地控制低通滤波器的过滤效果，将所需信号过滤出来，具有广泛的应用价值。
- 1 -。
交流阻抗谱的时间常数
交流阻抗谱的时间常数
交流阻抗谱时间常数是一个重要的参数，用于描述交流电路中的元件或系统对交流信号的响应速度。
在交流电路中，交流信号以正弦波的形式传输，而元件或系统对交流信号的响应速度取决于其时间常数。
时间常数可以理解为是元件或系统内部响应的时间尺度，它表征了电流或电压在该元件或系统中变化的速度。
在交流阻抗谱中，时间常数可以分为两种类型：短时间常数和长时间常数。
短时间常数一般指的是元件或系统对高频的响应速度，而长时间常数则指的是对低频信号的响应速度。
对于具有短时间常数的元件或系统，在高频信号作用下，它们的响应速度非常快。
这种短时间常数可以用来描述电容器、电感器等元件的响应速度。
在高频信号下，电容器的电压随时间的变化非常快速，而电感器对高频信号具有较高的阻抗。
然而，对于具有长时间常数的元件或系统，其响应速度相对较慢。
例如，电路中的电阻元件可以看作是一个没有时间常数的元件，因为其对于任意频率的交流信号都能够立即响应。
时间常数对于交流阻抗谱的研究非常重要。
通过测量元件或系统在不同频率下的阻抗，可以获得交流谱。
从谱中分析元件或系统的时间常数，可以进一步了解其响应速度，并为电路的设计和分析提供重要参考。
总之，交流阻抗谱的时间常数是描述交流电路中响应速度的重要参数。
短时间常数用于描述对高频信号的快速响应，而长时间常数则用于描述对低频信号的较慢响应。
通过时间常数的分析，可以更深入地了解元件或系统的特性，并为电路设计和分析提供指导。
传递函数的时间常数
传递函数的时间常数
传递函数的时间常数是指系统的响应速度，即从输入信号发生变化到系统达到稳态的时间。
它是控制系统设计中非常重要的参数，可以影响系统的稳定性、性能和鲁棒性等方面。
对于一阶系统，时间常数是系统响应达到稳态时所需的时间，通常表示为τ。
它与系统的时间常数常见的关系式为：
τ = RC
其中，R和C分别表示系统的电阻和电容。
时间常数越大，系统的响应速度就越慢。
对于二阶系统，时间常数则是系统振荡的周期，通常表示为T。
它与系统的阻尼比和自然频率有关。
当阻尼比越小、自然频率越大时，系统的时间常数就越小，振荡周期就越短。
在控制系统设计中，我们通常会通过调节时间常数来实现对系统性能的优化。
例如，当我们需要提高系统的响应速度时，可以通过降低时间常数来实现；当我们需要提高系统的稳定性时，可以通过增加时间常数来实现。
因此，理解和掌握传递函数的时间常数对于控制系统设计非常重要，它不仅可以帮助我们更好地理解系统的性能特点，还可以在实际应用中提高系统的控制效果。
- 1 -。
举例说明现实生活中的时间常数意义的例子
时间常数是指系统在受到刺激后，放大或放缩后保持在静止状态所需要的时间。
在现实生活中，我们可以举出以下例子来说明时间常数的意义：
弹簧的时间常数
当你用力挤压一个弹簧时，弹簧会受到刺激并弹起。
但是，弹簧并不是立刻就会回到原来的位置，而是会有一个时间常数，也就是说，弹簧会在一定时间内保持在最高点，然后再回到原来的位置。
这个时间常数取决于弹簧的材料、形状和尺寸等因素。
冰箱的时间常数
当你打开冰箱门时，冰箱内的温度会受到刺激，开始升高。
但是，冰箱内的温度并不是立刻就会升到室温，而是会有一个时间常数，也就是说，冰箱内的温度会在一定时间内保持在一个比室温略低的水平，然后再慢慢升高到室温。
这个时间常数取决于冰箱的大小、隔热性能、环境温度等因素。
人体体温调节系统的时间常数
人体的体温调节系统是一个复杂的生理机制，能够调节人体的体温，使其保持在适宜的水平。
当人体的体温受到刺激时，例如在高温的环境中或进行体力活动时，人体的体温会升高。
但是，人体的体温并不是立刻就会降低，而是会有一个时间常数，也就是说，人体的体温会
在一定时间内保持在一个比适宜体温略高的水平，然后再慢慢降低。
这个时间常数取决于人体的自身机能和周围环境条件。
二阶系统的时间常数
二阶系统的时间常数
二阶系统的时间常数是指该系统达到稳态的时间，通常用指数衰减曲线来表示。
对于二阶系统，它的时间常数可以分为两类，一类是上升时间常数，即从初始状态到达50%稳态所需的时间；另一类是衰减时间常数，即从稳态到达50%稳态所需的时间。
二阶系统的时间常数取决于系统的阻尼比和固有频率，可以通过系统的传递函数或阶跃响应曲线求解。
在控制系统设计中，时间常数是一个重要的指标，可以用来评估系统的动态性能和稳定性。
- 1 -。
二阶系统的时间常数
二阶系统的时间常数时间常数是描述系统响应速度的重要参数，对于二阶系统而言尤为重要。
二阶系统广泛应用于控制系统、电子电路以及其他工程领域中。
本文将从控制系统的角度介绍二阶系统的时间常数及其影响。
一、什么是二阶系统的时间常数？时间常数是描述系统响应速度的一个指标。
对于二阶系统来说，时间常数反映了系统从输入信号发生变化到系统输出信号达到稳定状态所需的时间。
二阶系统的时间常数通常用符号τ表示。
二、二阶系统的时间常数的影响二阶系统的时间常数决定了系统的响应速度。
时间常数越小，系统的响应速度越快；时间常数越大，系统的响应速度越慢。
从控制系统的角度来看，时间常数的大小直接影响系统的稳定性和控制效果。
1. 系统稳定性时间常数较小的二阶系统通常具有较好的稳定性。
这是因为时间常数小意味着系统能够更快地响应输入信号的变化，从而更快地将输出信号调整到稳定状态。
相反，时间常数较大的二阶系统响应较慢，可能导致系统不稳定。
2. 控制效果时间常数较小的二阶系统对输入信号的变化更敏感，能够更快地调整输出信号，从而实现更精确的控制效果。
而时间常数较大的二阶系统响应较慢，可能导致控制精度降低。
三、如何确定二阶系统的时间常数？确定二阶系统的时间常数需要结合具体的系统特性和应用需求。
一般而言，可以通过实验或模拟方法来确定时间常数。
1. 实验法通过对二阶系统输入不同的信号，观察输出信号的变化情况，可以估计系统的时间常数。
实验法需要针对具体系统进行操作，可以获取较准确的时间常数。
2. 模拟法通过建立二阶系统的数学模型，可以使用数学方法来计算时间常数。
模拟法需要具备一定的数学知识和计算能力，适用于理论研究和系统设计。
四、总结二阶系统的时间常数是描述系统响应速度的重要参数，对系统的稳定性和控制效果具有重要影响。
时间常数越小，系统的响应速度越快，稳定性越好；时间常数越大，系统的响应速度越慢，稳定性可能降低。
确定二阶系统的时间常数需要结合具体的系统特性和应用需求，可以通过实验或模拟方法来确定。
积分电路时间常数
积分电路时间常数介绍积分电路是电子电路中常见的一种电路，可以将输入信号进行积分运算。
在实际应用中，我们常常需要了解积分电路的时间常数，以评估电路的动态特性和响应速度。
本文将对积分电路时间常数进行深入探讨。
什么是积分电路积分电路是一种能够对输入信号进行积分运算的电路。
它是由一个电容器和一个电阻器组成的。
电容器会对电压进行积分运算，电阻器会控制电容器充放电的速度。
在积分电路中，输入信号通过电阻器接入电容器，电容器会根据输入信号的变化对电压进行积分。
积分后的输出信号则可用于实现各种实际应用，例如信号处理、控制系统等。
时间常数的概念时间常数是指电路中信号响应的特性时间尺度。
在积分电路中，时间常数代表了电容器充放电过程中的时间。
它决定了积分电路对输入信号的响应速度和精度。
时间常数可以通过电容器和电阻器的数值来计算。
具体计算公式为：τ=R⋅C其中，τ表示时间常数，R表示电阻值，C表示电容值。
单位可以是秒或者毫秒，取决于具体的应用。
时间常数对积分电路响应的影响时间常数决定了积分电路对输入信号的响应速度和精度。
较小的时间常数意味着电容器充放电的速度较快，电路对输入信号的变化能够更快地做出响应。
而较大的时间常数则表示电容器充放电的速度较慢，电路对输入信号的变化会有一定的滞后。
在实际应用中，我们需要根据具体的要求来选择适当的时间常数。
如果需要对输入信号的快速变化进行积分，我们可以选择较小的时间常数。
而如果需要对输入信号的缓慢变化进行积分，我们可以选择较大的时间常数。
如何计算时间常数时间常数的计算需要根据电容器和电阻器的数值进行。
首先，我们需要确定电容器和电阻器的数值。
然后，将电阻值和电容值代入计算公式：τ=R⋅C最后，根据具体的应用要求，选择合适的单位进行读数。
时间常数的应用时间常数在实际应用中具有重要的意义。
它可以帮助我们评估电路的响应速度和精度，从而指导电路设计和优化。
例如，在信号处理领域，时间常数可以用于评估滤波器的性能。
单容对象的时间常数物理意义
单容对象的时间常数物理意义
时间常数物理意义：一阶系统(只有一个极点的系统，在电路中就是电阻和电容/电感当联并联)中，系统的冲激应可以表示为
A*exp(-t/tau)或者A*(1-exp(-t/tau))，其中tau是时间常数，当时间到达tau时系统的响应就到达终值的63%。
时间常数tau通常被看作系统响应速度的度量(从频域看
f=1/tau也可以看做系统的截止频率，低通/高通系统中输入频率高于/低于该频率则在输出会受到3dB(半功率)以上的衰减)。
例如，如果一个低通系统的时间常数很大，那么当输入为方波时，需要很长时间才能达到终值，这就限制了输入方波的频率;如果输入方波频率过高，则输出波形会很难分辨0或者1，造成更高的误码率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
其他病因 0.65 0.28 0.60 0.10 0.63 0.12 0.72 0.18 0.84 0.39 1.06 0.63
Lourens MS, van den Berg B, Aerts JGJV, et al. Expiratory time constants in mechanically ventilated patients with and without COPD. Intensive Care Med 2000; 26: 1612-1618
膜肺结果
动物结果
两组数据相关性比较
模拟肺 y = 0.975x + 0.169
r2 = 0.974
动物试验(犬) y = 1.033x + 0.038
r2 = 0.969
Brunner JX, Laubscher TP, Banner MJ, et al. Simple method to measure total expiratory time constant based on the passive expiratory flow-volume curve. Critical Care Med 1995; 23(6):1117-1122
Lourens MS, van den Berg B, Aerts JGJV, et al. Expiratory time constants in mechanically ventilated patients with and without COPD. Intensive Care Med 2000; 26: 1612-1618
计算时间常数的简单方法
结论 • 评估时间常数(TauE)
– 呼气潮气量(Vte) – 呼气峰流量(PEFR)
• 有助于设置机械通பைடு நூலகம்时的呼气时间(Texp)
Brunner JX, Laubscher TP, Banner MJ, et al. Simple method to measure total expiratory time constant based on the passive expiratory flow-volume curve. Critical Care Med 1995; 23(6):1117-1122
呼气相时间常数: 临床资料
RCfv100 = Vt / (V’100, exp – V’end, ex) RCfv75 = 0.75 x Vt / (V’75, exp – V’end, ex) RCfv50 = 0.50 x Vt / (V’50, exp – V’end, ex) RCfv25 = 0.25 x Vt / (V’25, exp – V’end, ex)
时间常数
临床意义
• 明确患者呼吸力学特征 • 助于呼吸参数设定
时间常数（time constant，τ）
• 对任一呼吸系统，其容积变化∆V与压力变 化∆P呈指数函数的关系，即气体在肺内的 充盈与排空先快后慢，其函数特征可以用 时间常数τ来表示：τ＝RC
• τ决定气体在肺内的充盈和排空速度，正常 为0.4秒
计算时间常数的简单方法
流量 (L/min)
0
容积(L)
PEFR
Vt
TauE = Vt / PEFR
Brunner JX, Laubscher TP, Banner MJ, et al. Simple method to measure total expiratory time constant based on the passive expiratory flow-volume curve. Critical Care Med 1995; 23(6):1117-1122
呼气相时间常数: 临床资料
RCint RCfvp RCfv100 RCfv75 RCfv50 RCfv25
重度COPD 2.88 1.61 0.75 0.20 0.85 0.18 2.84 1.53 3.42 1.61 4.20 1.99
中度COPD 1.02 0.40 0.70 0.19 0.79 0.22 1.05 0.32 1.25 0.44 1.47 0.57
容积流量曲线
吸气 PIFR
EELV
容积 (ml)
VT
呼气
PEFR
计算时间常数的简单方法
流量 (L/min)
0
容积(L)
PEFR
Vt
Brunner JX, Laubscher TP, Banner MJ, et al. Simple method to measure total expiratory time constant based on the passive expiratory flow-volume curve. Critical Care Med 1995; 23(6):1117-1122
呼气相时间常数: 临床资料
Lourens MS, van den Berg B, Aerts JGJV, et al. Expiratory time constants in mechanically ventilated patients with and without COPD. Intensive Care Med 2000; 26: 1612-1618
呼气相时间常数: 临床资料
• 目的: 比较不同方法得到的呼气相时间常数
– 容积流量曲线呼气相 – 阻断法
• 设计: 前瞻试验 • 背景: 大学医院内科ICU • 患者(n = 38):
– 重度COPD (n = 18) – 中度COPD (n = 8) – 其他疾病(n = 12)
Lourens MS, van den Berg B, Aerts JGJV, et al. Expiratory time constants in mechanically ventilated patients with and without COPD. Intensive Care Med 2000; 26: 1612-1618
时间常数（time constant，τ）
在一个τ内: • 肺泡充气至最终容积的63％ • 3倍τ可充盈95％ • 5倍τ可充盈99％
呼吸力学模型
• 线性单室模型
单一气道及气囊
C
R
计算公式
• Vt = V0 + (V总 – V0) * [1 – exp( -t/RC)]
Vt = V总 * [1 – exp( -t/RC)]