Устройство для определения степени утомления человека Советский патент 1984 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к медицинс кой технике и может быть использова но в области психологии труда, психологии спорта, психофизиологии и психофизики. Известно устройство для определе ния степени утомления человека путе измерения критической частоты слияния мельканий, содержащее триггер, генератор линейно-изменяющегося напряжения, ждущие мультивибраторы паузы к сброса, преобразователь напряжение-частота, компаратор, кнопку испытуемого, источник световых импульсов и регистратор 1. Однако данное устройство обладает низкой точностью из-за использования в нем аналоговых схем для получения частоты мельканий, а также отсутствием у испытуемого средств для управления скоростью и направле наем изменения частоты мельканий, что не позволяет испытуемому точно установить критическую частоту слия ния мельканий удобным ему способом. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения степени утомления человека, содержащее последовательно соединенные кнопку испытуемого, триггер, ждущий мультивибратор паузы, ждущий мультйвибратор сброса, выход которого соединен с вторым входом триггера, и последовательно соединенные генератор импульсов-, делитель частоты, блок управления и реверсивный счетчик, а также формирователь импульсов, выход которого соединен с входом источника света, пульт управления, выход которого соединен с вторым входом блока управления, и регистратор, вход которого соединен с выходом триггера 2. Однако известное устройство обладает невысокой точностью измерения степени утомления человека. Цель изобретения - повышение точ ности измерения степени утомления человека. Поставленная цель достигается те что устройство для определения степ ни утомления человека, содержащее последовательно соединенные кнопку испытуемого, триггер, ждущий мульти вибратор паузы, ждущий мультивибратор сброса, выход которого соединен с вторым входом триггера, и последо вательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, блок управления и реверсивный счетчик, а также формирователь импульсов, выхо которого соединен с входом источник света, пульт управления, выход кото рого соединен с вторым входом блока управления, и регистратор, вход которого соединен с выходом триггера. содержит преобразователь код-длительность, выход которого соединен с формирователем импульсов и регистратором, первый вход преобразователя код-длительность соединен с вторым выходом делителя частоты,а второй с вторым выходом блока управления, и преобразователь код-число импульсов, входы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов, третьим выходом блока управления и вторым выходом пульта управления, а выход - с вторым входом реверсивного счетчика, выхсд которого соединен с третьим входом преобразователя код-длительность, причем выход триггера соединен с третьим входом блока управления. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для определения утомления человека; на фиг. 2 - временные диаграммы работы блоков устройства. Устройст.во для определения степени утомления человека содержит источник 1 света, регистратор 2, формирователь 3. импульсов, реверсивный счетчик 4, ждущий мультивибратор 5 сброса, преобразователь 6 коддлительность, преобразователь 7 кодчисло импульсов, ждущий мультивибратор 8 паузы, делитель 9 частоты, блок 10 управления, триггер 11, генератор 12 импульсов, пульт 13 управления и кнгопку 14 испытуемого. На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы блоков устройства для случая увеличения длительности световых проблесков (принцип работы устройства для случая уменьшения длительности проблесков аналогичен, отличие состоит лишь в том, что в первом случае реверсивный счетчик 4 работает в режиме суммирования входных импульсов, а во втором случае в режиме вычитания), где обозначено: а - сигнал на выходе генератора- 12 импульсов б - сигнал на выходе делителя 9 частоты, соединенного с входом преобразователя б код-длительность; в - сигнал на выходе делителя 9 частоты, соединенного с входом блока 10 управления; г - сигнал на выходе блока 10 управления, соединенного с входом преобразователя 7 кодчисло импульсов;- д - сигнал на выходе блока 10 управления, соединенного с входом преобразователя 6 коддлительность; ж - сигнал на выходе преобразователя 7 код-число импульсов; е - код на выходе реверсивного счетчика 4; з - сигнал на выходе преобразователя 6 код-длительность; и - сигнал на выходе формирователя 3 импульсов; к - сигнал на выходе пульта 13 управления, соединенного с входом блока 10 управления; л код на выходе пульта 13 управления, соединенного с входом преобразовате-ля 7 код-число импульоов; м - сигнал на выходе блока 10 управленияJ соединенного с входом реверсивного счетчика 4; н - сигнал на выходе кнопки 14 испытуемого; о - сигнал на выходе триггера 11; п - сигнал на выходе ждущего мультивибратора 8 паузы; р - сигнал на выходе ждущего мультивибратора 5 сброса. Устройство для.определения степе ни утомления человека работает еледующим образом. Перед началом работы экспериментатор с помощью своего пульта (не показан) устанавливает- устройство в исходное состояние. Реверсивный счетчик 4 при этом переходит в нуле вое состояние, блок 10 управления блокирует работу всего устройства, световые проблески отсутствуют. В зависимости от режима работы устройства и инструкции экспериментатора испытуелвлй может подходить к критической длительности как со ст роны малых, так и со стороны больших длительностей, превышакшщх критическую. В первом случае реверсивный счетчик работает в режиме суммирования и длительность проблесков будет постепенно увеличиваться, а во втором случае реверсивный счетчик работает в режиме вычитания и длительность проблесков будет умень шаться. Увеличение или уменьшение длител ности световых проблесков возможно с Несколькими скоростями, что обеспечивается наличием на пульте 13 ул равления двух групп кнопок - Увеличение и Уменьшение, где каж дой кнопке группы соответствует определенная скорость изменения длительности световых проблесков. В зависимости от инструкции экспериментатора испытуе «ый нажимает на одну из кнопок Увеличение ил Уменьшение пульта 13. При этом на выходе пульта 13 формируется код соответствующий выбранной скорости изменения длительности проблесков (фиг. 2 л), который поступает на ин формационный вход преобразователя 7 код-число импульсов. Коду 1, например, соответствует минимальная, коду 2.- в 2 раза выше, коду 3 - в 3 раза вьлие и т.д. скорость изменения длительности проблесков. По сигналу нажатия кнопки пульта 13 с выхода блока 10 управления на вход реверси ного счетчика 4 в зависимости от выбранного направления изменения длительности проблесков поступает сигнал на суммирование или вычитани входных импульсов, например на суммирование поступает уровень логичес кой единицы (фиг. 2м), а на вычита ние - уровень логического нуля. Одновр еменно по сигналу нажатия кно ки блок 10 управления подключает входы запуска преобразователя б коддлительность (фиг. 2 д) и преобразователя 7 код-число импульсов (фиг.2 г) к выходу делителя 9 частоты (фиг.2 в), период Т повторения импульсов на выходе которого определяет продолжительность одного цикла работы устройства. В каждом цикле работы, т.е. с поступлением импульса запуска с выхода блока 10 управления (фиг. 2 д), на выходе преобразователя б код-длительность формируется импульс (фиг. 2 з), длительность которого определяется числом п поступивших на его вход импульсов с выхода делителя 9 частоты (фиг. 2 б) и периодом повторения Т2 этих импульсов, причем Т2 Т . Длительность импульсов на выходе преобразователя 6 коддлительность определяется как « 2(1) Количество импульсов п определяется кодом на выходе реверсивного счетчика 4 . Таким образом, код реверсивного счетчика 4 однозначно определяет длительность импульса на выходе преобразователя 6 при постоянном периоде Тр повторения импульсов. Импульс с выхода преобразователя 6через фс мирователь 3 импульсов поступает на источник 1 света и создает световой проблеск (фиг. 2и). Код п на выходе реверсивного счетчика 4 меняется каждый раз при поступлении на его счетный вход импульсов с выхсща преобразователя 7 кся-число импульсов. Преобразователь 7срабатывает в начале каждого цикла и при этом на его выходе -.ормируются импульсы, количество которых определяется кодом на его информационном входе, сформированным на выходе пульта 13. Период повторения этих импульсов равен периоду повторения импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода генератора 12 импульсов. Скорость изменения v длительности импульсов на выходе преобразователя 6 определяется как отношение величины приращения длительности за одинцикл к длительности цикла, т.е. v (т-1) ; --р1 1 где(,и .,, - длительность импульров на выходе преобразователя 6 в га и т-1. Циклах соответственно. В свею очередь из выражения (1) ) 1х,Тг i ,J3) и(1П-1)(т--1)2 - коды на выходе V I V 1л реверсивного счетчика 4 в га и т-1 циклах соотвбтсвенно. Подставляя в (2) выражения (3) и (4 получаем (т-л} г . ) 2 т) т ( где k - количество импульсов, форми руемых на выходе преобразователя 7 в каждом цикле, определяемое кодом нажатой кнопки. Таким образом, скорость изменения длительности импульсов преобраэователя б при постоянном Т, и Tj однозначно определяется кодомнажат.ой кнопки пульта 13. При поиске критической длительности проблесков испытуелвдй может остановить изменение длительности проблесков путем отпускания кнопки пульта 13.. При этом блокируется поступление импульсов через блок 10 с выхода делителя 9 на вход запуска преобразователя 7. Это приводит к тому, что на выходе преобразователя 7 импульсы не формирую ся, код реверсивного счетчика позто му не меняется, и достигнутое значение длительности импульсов на выходе преобразователя б остается постоянным. При достижении критическо го значения длительности проблесков испытуемый нажимает на кнопку 14 ис пытуемого. ПРИ зтом триггер 11 меняет состояние (фиг. 2 о) и запуска ет ждущий мультивибратор 8 паузы (фиг. 2 п). Сигнал с выхода триггера 11 поступает также на вход блока 10 и блокирует связь между пультом 13 управления и блоком 10 управления. Одновременно сигнал с выхода триггера 11 подает команду на регистратор 2 для регистрации аначеВИЯ длительности импульсов преобразователя 6 код- длительность. Через некоторое время паузы, определяемое ждущим мультивибратором 8 паузы, которое больше времени ред истрации длительности, ждущий мультивибратор 8 паузы возвращается в исходное сос тояние и запускает ждущий мультивиб ратор 5 сброса (фиг. 2 р), который устанавливает триггер 11 в исходное положение. При этом блокируется регистратор 2, снимается блокировка с пульта 13 управления и через блок 10 управления устройство устанавливается в исходное состояние. На этом одно изменение критической дли тельнорти проблесков заканчивается..В режиме .измерения длительности проблеска, соответствующей зрительному порогу ощущения (абсолютный зрительный порог), принцип работы устройства и временная диаграмма работы блоков аналогичны. Как и в режиме измерения критической длительности слияния проблесков, в зависимости от инструкции экспериментатора испытуемый может подходить к пороговой зоне как со стороны малых длительностей (малая энергия проблеска), постепенно увеличивая длительность, так и со стороны больших длительностей (большая энергия проблеска), намного превышающих пороговое значение, постепенно уменьшая их длительность. В первом случае испытуемый нажимает на одну из кнопок Увеличение пульта 13. Испытуемый в начале не видит проблесков, так как при малых длительностях проблесков из-за их малой энергии они для испытуемого являются подпороговыми. При некоторой длительности проблеск становится заметным для испытуемого. Испытуемый сначала отпускает кнопку на пульте 13, а затем нажимает кнопку 14 испытуемого. При этом соответствующее пороговое значение проблеска фиксируется регистратором 2. В другом случае испытуемый нажимает на одну из кнопок Уменьшение пульта 13. Испытуемый в начале видит проблески, так как при больших длительностях проблесков из-за их большой энергий они для испытуемого являются надпороговыми. При некоторой длительности проблеск становится незаметным. Испытуемый сначала отпускает кнопку на пульте 13, а затем нажимает кнопку 14 испытуемого. При этом соответствующее пороговое значение проблеска фиксируется регистратором 2. Испытуемый может Также вести активный поиск порогового значения, варьируя скоростями и направлениями изменения длительности проблесков в пороговой зоне. Использование в предлагаемом устройст.ве постоянной частоты повторения световых проблесков в диапазоне, где глаз наиболее чувствителен к мельканиям, и устранение влияния последовательных образов, возникающих смене одной частоты другой, повьвиает точность определения степени утомления человека.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УТОМЛЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА, содержащее последовательно соединенные кнойку испытуемого, триггер, ждущий мультивибратор паузы, ждущий мультивибратор сброса, выход которого соединен с вторым входом триггера, и последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, блок управления и реверсивный счетчик, а также формирователь импульсов, выход которого соединен с входом источника света, пульт управления, выход которого соединен с вторым входом блока управления, и регистратор, вход которого соединение выходом триггера, о т л и ч а ю це е с я тем, что, с целью повышения точности измерения степени утомления человека, оно содержит преобразователь код - длительность, выход которого соединен с формирователем импульсов и регистратором, первый вход преобразователя код - длительность соединен с вторым выходом делителя частоты, а второй с вторым выходом блока управления, и преобразователь код - число импуль сов, входы которого соединены соот- jg ветственно с выходом генератора им(Л пульсов, третьим выходом блока управ ления и вторым выходом пульта управ-, ления, а выход - с вторым входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с третьим входом преобразова1 еля код - длительность, причем выход триггера соединен с третьим входом блока управления. да о 00