Устройство для психофизиологических исследований операторов Советский патент 1987 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к медицинской ехнике, в частности к устройствам, приеняемым в целях профессионального отора и исследования развития процесса сталости в ходе трудовой деятельности ператора.

Цель изобретения - повышение досто- ерности результатов исследований.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для психофизиологических исследований операторов; на фиг. 2 - лок анализа; на фиг. 3 - блок эталонных импульсов; на фиг. 4 - блок преобразоаний; на фиг. 5 - блок сравнения.

Устройство для психофизиологических сследований операторов содержит микроон I, усилитель 2, ограничитель 3, формиователь 4 импульсов, генератор 5 тактовых импульсов, блок 6 анализа, блок 7 эталонных импульсов, блок 8 преобразований, блок 9 сравнения и блок 10 индикации.

Блок 6 анализа содержит элементы НЕ 11, И 12 и 13, НЕ 14, триггер 15, элементы И 16-18, триггер 19, элементы НЕ 20 и И 21.

Блок 7 эталонных импульсов содержит генератор 22 импульсов, элемент 23 задержки, группу 24 элементов И (элементы И 25, 26, 27 п-1, п), группу 28 триггеров (триггеры 29, 30,..., N) и элементы И 31 и 32.

Блок 8 преобразований содержит последовательно включенные группу 33 сумматоров и группу 38 дешифраторов, группа 33 сумматоров состоит из четырех сумматоров, включенных в две последовательные цепочки: сумматоры 34 и 35 и сумматоры 36 и 37. Группа 38 дешифраторов состоит из двух дешифраторов 39 и 40.

Блок 9 сравнения содержит схему 41 сравнения длительности слов, схему 42 сравнения длительности пауз, генератор 50 импульсов, схема 41 сравнения длительности слов содержит первый 43 и второй 44 элементы ИЛИ-НЕ, первый 45, второй 46 и третий 48 элементы И, элемент ИЛИ 47 и счетчик 49. Схема 42 сравнения длительности пауз содержит первый 51 и второй 52 элементы ИЛИ-НЕ, первый 53, второй 54 и третий 56 элементы И, элемент ИЛИ 55 и счетчик 57.

Устройство для психофизиологических исследований операторов работает следую- Ш.ИМ образом.

Перед проведением исследований устройство настраивают на определенную фразу (установленный доклад о состоянии системы или др.), который произносится оператором неоднократно через определенные промежутки времени в процессе его деятельности. Настройка устройства производится путем регулировки каждого модуля элемента 23 задержки блока 7 эталонных импульсов (количество модулей соответствует суммар

ному количеству слов и пауз в фразе) таким образом, чтобы сигнал, характеризующий первое слово фразы, начинался с момента поступления первого импульса на

первый модуль линии задержки и длительность этого сигнала соответствовала зависимости T 22-fO,9° К, где Т - длительность сигнала (в мс), т.е. время произношения слова в фразе; К - количество букв в данном слове.

Начало каждого последуюш.его сигнала определяется последним импульсов предыдущего сигнала, а длительности сигналов, формируемых соответствующими модулями элемента задержки, подбираются по ранее упомянутой зависимости. После настройки блока 7 эталонных импульсов устройство готово к работе.

Исследования в процессе профессионального отбора операторов проводятся в один этап (выявление соответствия временных характеристик речи оператора требуемым, т.е. заложенным в память данного устройства). Исследование психофизиологических характеристик операторов в процессе их трудовой деятельности проводится в несколько этапов, распределенных через некоторые промежутки времени в течении всего периода деятельности (определение степени накопления усталости оператора за время трудового цикла). Каждый из этих этапов идентичен и проводится следующим образом.

При нажатии на тангенту микрофона 1 (или кнопку включения микрофона) сигнал со второго выхода микрофона поступает на вход блока 7 эталонных импульсов (на вход генератора 22 импульсов и первые входы элементов И 25,26,..., п-1, п групы 24 элементов И) вход генератора 5 такто- импульсов, первый вход блока 6 анализа (первые входы элементов И 13 и 18). При этом блок 6 анализа и блок 7 эталонных импульсов подготавливаются к работе, а генератор 5 начинает формировать последовательность тактовых импульсов и выдавать их на третий вход блока анализа (на второй вход элемента И 12 и первый вход элемента И 17).

С произнесением первого слова фразы электрические сигналы с микрофона 1 через усилитель 2 поступают на ограничитель 3, где они ограничиваются сверху и снизу, преобразуясь в импульсы, которые

поступают на блок 4 формирования импульсов (амплитудный детектор, необходимый для получения огибающей речи оператора, и формирователь импульсов не показаны), откуда сформированные для подсчета импульсы, характеризующие слова, поступают

на второй вход блока 6 анализа (вход элемента НЕ 11 и второй вход эле.мента И 17). При этом элемент И 17 открывается и от генератора 5 поступают импульсы после

довательности, пакет которых определяется длительностью импульса, поступающего с блока 4 формирования импульсов. Этот пакет импульсов через открытый элемент И 18 поступает на первый вход триггера 19 и далее через элементы НЕ 20 и И 21 на второй выход блока 6 анализа. По окончании слова сигнал с элемента НЕ 11 поступает на элемент И 12, открывая его для прохождения импульсов от генератора 5 на второй вход элемента И 13, который удерживается в открытом состоянии импульсом, поступающим на первый вход от тангенты микрофона 1. Далее сигнал поступает на второй вход элемента И 16 и через элемент НЕ 14 и триггер 15 на первый вход элемента И 16, откуда пакет импульсов, характеризующих паузы, поступает на вход блока 6 анализа. В итоге на первом и втором выходах блока 6 анализа появляются поочередно импульсы, характеризующие (в мс), длительности слов и пауз в фразе, произносимой оператором. Эти импульсы без изменений поступают на соответствующие первый и второй входы блока 9 сравнения.

В это же время первый импульс речи оператора подает сигнал на элемент 23 задержки блока 7 эталонных импульсов, откуда в соответствующие моменты времени поступают сигналы на вторые входы элементов И 25, 26,..., п-1 п (группа 24 элементов И), на первые входы которых поступает управляющий импульс со второго выхода микрофона 1, который удерживает все эти элементы в открытом состоянии в течении всего периода произноЕиения фразы оператором. Далее, через соответствующие триггеры 29, 30,..., N, первые и вторые выходы которых соединены пораздельно, сигналы, характеризующие слова и паузы, поступают на вторые входы двух соответствующих элементов И 31 и 32 и удерживают поочередно их открытыми для прохождения сигналов от генератора 22 импульсов через первые входы этих элементов. В итоге на первом и втором выходах блока 7 эталонных импульсов появляются поочередно импульсы, длительности которых характеризуют длительности эталонного произнощения слов и эталонные длительности пауз ( в мс). Эти импульсы без изменений поступают на соответствующие третий и четвертый входы блока 9 сравнения.

Импульсы, характеризующие длительности слов и пауз реального оператора (поступающие с блока 6 анализа) и импульсы, характеризующие длительности слов и пауз эталонного оператора (поступающие с блока 7 эталонных импульсов) сравниваются в блоке 9 сравнения следующим образом. Если на первый и третий входы блока 9 (первый и второй входы схе0

мы 41 сравнения длительности слов) поступают импульсы, характеризующие длительности слов соответственно реального и эталонного операторов, то на входы первого

и второго элементов И 45 и 46 поступят различные логические сигналы, вследствие чего на выходах данных элементов формируется логический ноль, который поступает на элемент ИЛИ 47, на выходе которого формируется также логический ноль, удерживающий элемент И 48 в закрытом состоянии, счетчик 49 не работает.

Аналогично схема работает при поступлении на входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 43 и 44 логических нулей,

5 что соответствует отсутствию сигналов, характеризующих слова и наличие сигналов, характеризующих паузы, т.е. счет происходит по схеме 42 сравнения длительности пауз.

В случае, когда сигнал, поступающий с блока 7 заканчивается, а сигнал, поступающий с блока 6, продолжается (т.е. длительность слова реального оператора боль- ще длительности слова эталонного оператора), то на- входы первого и второго эле5 ментов ИЛИ-НЕ 43 и 44 поступают различные логические сигналы, что приводит к появлению на выходе элемента ИЛИ 47 логической единицы, открывающей элемент И 48 для прохода импульсов последовательности от генератора 50 импульса

0 на счетчик 49. который производит подсчет импульсов, соответствующих разности сигналов (по абсолютной величине) между импульсами, характеризующими длительности слов реального и эталонного операторов.

Таким же образом работает схема 42 сравнения длительности пауз при поступлении на первый и второй его входы (второй и четвертый входы блока 9 сравнения) сигналов, характеризующих длительносги

0 пауз между словами реального и эталонного операторов.

В блоке 8 преобразований производ.ит- ся итоговый подсчет поступивщих импульсов (в группе 33 сумматоров) и преобразование кодов суммарных импульсов (в груп5 пе 38 дешифраторов) с последующей выдачей сигналов через первый и второй выходы на соответствующие входы блока 10 индикации, где производится их численное отображение.

Q После того, как оператор закончил фразу, он отпускает тангенту микрофона и на входы блока 7 эталонных импульсов, генератора 5 тактовых импульсов и первый и третий входы блока 6 анализа прекращается подача сигналов. При этом на блоке

5 6 анализа закрываются элементы И 12, 13, 17, 18, а на блоке 7 эталонных импульсов закрываются элементы И 25, 26, 27,..., п-1, п и генератор 22 импульсов прекращает

формирование импульсов. Вследствие этого на первый-четвертый входы блока 9 сравнения прекращается поступление сигналов и на блоке 10 индикации остаются высвеченными окончательные результаты, представляющие собой суммарные разности длительностей слов и пауз между словами реального и эталонного операторов.

Установка триггеров 15 и 19 блока 6 анализа в исходное состояние осуществляется посредством нажатия на кнопку переключателя «исх. в данном блоке.

Формула изобретения

1. Устройство для психофизиологических исследований операторов, содержащее последовательно соединённые микрофон, усилитель, ограничитель, формирователь импульсов, блок индикации и генератор тактовых импульсов, вход которого связан с вторым выходом микрофона, отличающееся тем, что, с целью повыщения достоверности получаемых результатов путем . оценки развития процесса утомления во времени, в него введены блок эталонных импульсов, блок анализа, блок сравнения и блок преобразований, два выхода которого связаны с соответствующими двумя входами блока индикации, а два входа - с соответствующими двумя выходами блока сравнения, первый и второй входы которого связаны соответственно с первым и вторым выходами блока анализа, а третий и четвертый входы - соответственно с первым и вторым выходами блока эталонных импульсов, вход которого связан с вторым выходом микрофона и первым входом блока анализа, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами генератора тактовых импульсов и формирователем импульсов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок анализа содержит последовательно включенные первый элемент НЕ, первый элемент И, второй элемент И, второй элемент НЕ, первый триггер, третий элемент И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого является первым входом блока, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым вхо.аом первого эле.мента И и входом первого элемента НЕ, последовательно включенные четвертый элемент И, пятый элемент И, второй триггер, третий элемент НЕ, щестой элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом второго триггера, второй вход которого соединен с вторым входом первого триггера и через переключатель - с шиной нулевого потенциала, причем первый и второй входы четвертого элемента

5

0

5

0

5

0

5

0

5

И связаны соответственно с вторым к третьим входами блока, первый вход которого связан с первым входом пятого элемента И, а выходы третьего и щестого элементов И являются первым и вторым выходами блока анализа.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок эталонных импульсов содержит последовательно соединенные генератор импульсов, элемент задержки, группу элементов И, группу триггеров, первый и второй элементы И, выходы которых являются первым и вторым выходами блока, вход которого соединен с входом генератора последовательности и входом группы элементов И, первые К-е входы которой соединены с соответствующими первыми К-ми выходами элемента задержки, вход которого соединен с выходом генератора последовательности, причем .первые К-е выходы группы элементов И соединены с соответствуюп ими первыми К-ми входами группы триггеров, первый и второй выходы которой соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с выходом генератора последовательности.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок сравнения содержит генератор импульсов, схему сравнения длительности слов и схему сравнения длительности пауз, каждая из которых состоит из последовательно соединенных первого элемента ИЛИ-НЕ, первого элемента И, элемента ИЛИ, третьего элемента И, счетчика, второй вход которого связан с четвертыми входами схем сравнения длительности слов и пауз, первый, второй и третий входы которых связаны соответственно с входом второго элемента ИЛИ-НЕ и вторым входом первого элемента И, входом lepBoro элемента ИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента И, вторым входом третьего элемента И, а второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, причем выходы счетчика являются выходами схем сравнения длительности слов и пауз, а первый и второй выходы блока являются соответственно выходами схем сравнения длительности слов и |ауз, первый и второй входы схемы сравнения длительности слов являются соответственно первым и третьим входами блока сравнения, первый и второй входы схемы сравнения длительности пауз являются вторым и четвертым входами блока сравнения, третьи входы схем сравнения длительности слов и пауз соединены с выходом генератора импульсов, четвертые входы схем сравнения длительности слов и пауз соединены между собой.

П

Надл.8

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследовании. Устройство содержит микрофон 1, усилитель 2, ограничитель 3, формирователь 4 импульсов, генератор 5 тактовых импульсов, блок 6 анализа, блок 7 эталонных импульсов, блок 8 преобразований, блок 9 сравнения и блок 10 индикации. Блок 7 содержит генератор импульсов, элемент задержки, группу триггеров. Блок 8 содержит последовательно включенные группу сумматоров и группу дешифраторов. Блок 9 содержит схему сравнения длительности слов, схему сравнения длительности пауз и генератор импульсов. Исследование психофизиологических характеристик в процессе трудовой деятельности операторов проводят в несколько этапов через опреде- с ленные промежутки времени. 3 з.п.ф-лы, 5 ил. se (Л со о 00 ОО 00 Фиг.

иг.З

Редактор А. Ворович Заказ 1428/6

Составитель Д. Николаев Техред И. ВересКорректор И. Эрдейи

Тираж 596Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

игЛ

i

, а

Риг.5