Динамометрический тестер Советский патент 1989 года по МПК A61B5/22 

3150

выходу первого генератора 5 импульсов, а выходом - к счетному входу второго счетчика 9 импульсов, выходами подключенного к входам второго цифроаналогового преобразователя 10, вход Опорное напряжение которого подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя 7, а выход- к второму входу второго компаратора 3, дешифратор 11, входами подключенный к выходам второго счетчика 9 импульсов, а выходами - к входам программного переключателя 12, выходами через третий элемент И 13 подключен- ного к установочному/ S-входу первого триггера 14, выходом подключенного к информационному входу сдвигающего регистра 15, тактирующим входом подключенного к выходу второго эле- мента И 8, а выходами - к входам блока 16 индикации, установочный S-вход второго триггера 17 через первую кнопку 18 управления соединен с шиной Напряжение логической единицы, а выход - с D-входом третьего триггера 19, тактирующим входом подключенного к выходу первого триггера 14, а выходом - к входам Пуск электронного секундомера 20 и реле 21 времени, вход Сброс реле 21 времени подключен к выходу первого триггера 14, а выход - к установочным R-входам второго и третьего триггеров 17 и 19 и входу Стоп электронного секундо- мера 20, вход Сброс электронного секундомера 20 подключен к установочному входу второго триггера 17, выход второго генератора 22 импульсов соединен через формирователь 23 импульсов с установочными R-входами второго счетчика 9 импульсов, первого триггера 14 и сдвигающего регистр 15, а установочный вход первого счетчика 6 импульсов через вторую кнопку 24 управления соединен с шиной Напряжение логической единицы.

Динамометрический тестер работает следующим образом.

В режиме Подготовка производят определение максимального усилия, развиваемого пациентом. При этом нажимают кнопку 24 управления; счетчик 6 устанавливается в нулевое состояние. Затем пациентом производится нагружение датчика 1 усилий максимальным усилием. Датчиком 1 усилий усилие преобразуется в электрический сигнал, амплитуда напряжения ко

0

5 0 5 0

0

5

0

5

торого пропорциональна величине приложенного усилия. С выхода датчика 1 электрический сигнал поступает на первый вход первого компаратора 2.

Так как счетчик 6 находится в нулевом состоянии, то на выходе цифро- аналогового преобразователя напряжение отсутствует, поэтому при появлении на первом входе компаратора 2 напряжения с выхода датчика 1 усилий компаратор 2 срабатывает и на его выходе появляется напряжение 1.

У-словие совпадения для элемента И 4 начинает выполняться, и на его выходе появляются импульсы с выхода генератора 5, частоту которых устанавливают равной 50-100 кГц. С выхода элемента И 4 импульсы генератора 5 начинают поступать на счетный вход счетчика 6 и заполняют счетчик. Следовательно, начинает возрастать напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 7.

Как только напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 7 превысит (на величину одной ступени образцового напряжения) напряжение, атмаемое с выхода датчика 1 усилий, компаратор 2 возвращается в исходное состояние и отключает генератор 5 от счетного входа счетчика 6 имг пульсов. Таким образом, в счетчике 6 записано количество импульсов, соответствующее максимальному усилию, развиваемому пациентом в режиме Подготовка .

В режиме Тестирование пациент удерживает усилие на уровне

,«КС-П.

где Р - усилие, развиваемое пациентом в режиме Тестирование ; максимальное усилие, развиваемое пациентом в режиме Подготовка ;

п - коэффициент, устанавливаемый в пределах 0,01-0,99.

Величину коэффициента задают при помощи программного переключателя 12, а величина Окна удержания 4Р определяется количеством разрядов сдвигающего регистра 15. Для

,05 ,,

количество разрядов сдвигакщего регистра должно быть равным пяти.

В режиме Тестирование напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 7, пропорциональное величине максимального усилия Р„пцс. развиваемого пациентом в режиме ПодгоjTOBKa, поступает на вход OhopHoe напряжение цифроаналогового преобразователя 10.

При этом если емкость счетчика 9 равна 100 импульсам, величина одной ступени образцового напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 10 составит

и

10

-к

о

где и,а - величина ступени образцового напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 10;

К ,5 - коэффициент пропорциональности.

Один импульс на выходе элемента И 8 соответствует 1% от максимального усилия Р«о1кс, развиваемого пациентом в режиме Подготовка.

Режим Тестирование осуществляют следующим образом.

При помощи программного переключателя 12 устанавливают величину усилия удержания в процентах по отношению к максимальному усилию РЛ,ДКС развиваемому пациентом в режиме Подготовка. Затем нажимают кнопку 18 управления, и пациент начинает нагружать датчик 1 усилий, наблюдая за блоком 16 индикации. При этом триггер 17 устанавливается в единичное состояние, и на его выходе появляется напряжение 1. Так как счетчик 9 находится в нулевом состоянии, то на цыходе цифроаналогового преобразователя 10 напряжение отсутствует, поэтому при появлении на выходе датчика 1 усилий напряжения компаратор 3 срабатывает и на его выходе появляется напряжение 1. Условие совпадения для элемента И 8 начинает выполняться, и на его выходе появляются .импульсы с выхода генератора 5. С выхода элемента И 8 импульсы ге нератора 5 поступают на счетный вход счетчика 9 и заполняют счетчик.

Следовательно, начинает возрастать напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 10. Как только напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 10 превысит (на величину одной ступени образцового напряжения) напряжение, снимаемое с выхода датчика 1 усилий, компаратор 3 возвращается в исходное положение и отключает генератор 5 от счетного входа счетчика 9 импульсов.

0

5

0

5

5

0

5

0

0

5

Таким образом осутестпляется преобразование напряжения на выходе датчика 1 усилий в двоично-десятичный код. С выходов счетчика 9 двоично- десятичньц код, соответствуюсини уси- ливд, развиваемому пациентом, поступает на входы дешифратора 11, осуществляющего преобразование двоично- десятичного кода в десятичный позиционный код, которьм поступает на входы программного переключателя 12. При совпадении кода на выходо дешифратора 11 с кодом требуемого усилия удержания, набранным программным переключателем 12, условие совпадения для элемента И 13 начинает выполняться, на его выходе появляется напряжение 1, которь м триттер 14 уста- напливается в единичное состояние. Передням фронтом импульса с выхода триггера 14 триггер 19 устанаплива- етея в единичное соетояние, ка его выходе появляется напряжение 1, которым осуществляется запуск электронного секундомера 20.

С выхода триггера 1А напряжение 1 поступает на информационный вход сдвигающего регистра i5. При этом задним фронтом импульса с выхода элемента И 8 осуществляется запись информации с информационного входа сдвигающего регистра 15 в его первый разряд. Выходы ра-зрядов сдвигающего регистра 15 соединены с вуода- ми блока 16 индикации.

Так как один импульс на выходе элемента И 8 соответствует 1% РМСТКО то выполнялось условие количество разрядов сдвигающего регистра 15 должно быть равным пяти. Каждый из выходов разрядов сдвигающего регистра связан с соответствующим элементам блока 16 индикации (например светодиодом), поэтому при достижении установленного значения усилия удержания на выходе первого разряда сдвигающего регистра 15 появляется напряжение 1 и загорается первый элемент блока 16 индикации Норма. Если naiyieHT приклады- . вает большее усилие, то загорается второй,,затем третий четвертый и пятый элементы блока 16 индикации. Причем загорание пятого элемента сигнализирует о том, что можно осдабить усилие удержания.

При этом элементы индикации поочередно гаснут. Если же пациент не развил установленного усилия, то производится индикация о том, что усилие меньше заданного. Частота измерений усилия, развиваемого пациентом, определяется частотой генератора 22 импульсов и установлена равной 10- 20 Гц. По заднему фронту импульса генератора 22 формирователем 23 формируется kopoткий импульс длительностью 10-20 МКС, осуществляющий сброс счетчика 9, триггера 14 и сдвигающего регистра 15, чем обеспечивается подготовка к следующему циклу измерений

При утомлении пациента происходит ослабление усилия. Если усилие становится меньще установленного усилия удержания, то в очередном цикле измерения условие совпадения для элемента И 13 не выполняется, триггер 14 остается в нулевом состоянии и сброс реле 21 времени не происходит.

Если до истечения времени выдержки реле 21, установленного заранее, усилие не достигнет вновь установ- ленного значения удержания, то на выходе реле 21 появляется напряжение 1, которое поступает на вход Стоп электронного секундомера, прекращая его отсчет, в блок 16 индикации, где загорается элемент Конец измерения и осуществляется сброс триггеров 17 и 19. Тестер готов к следующему тестированию.

Во время определения статической выносливости снижается амплитуда изменения силы удержания рукоятки при автоматическом режиме тестирования. Это особенно важно при малых временах тестирования, т.е. именно в тех случаях, когда необходимо сделать определенный вывод на основании состояния нервно-мышечного аппарата.

Формула изобретения

Динамометрической тестер, содержащий датчик усилий, выходом подключенный к первым входам первого и второго компараторов, блок индикации, реле времени, выходом подключен нос к входу блока индикации, и электронный секундомер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности тестирования, он снабжен двумя цифроаналоговыми преобра- зователями, двумя счетчиками импульсов, тремя триггерами, двумя генераторами импульсов, формирователем импульсов, тремя элементами И, сдвигающим регистром, дешифратором и программным переключателем, причем выход первого компаратора подключен к первому входу первого элемента И, вто- рьтм входом подключенного к выходу первого генератора импульсов, а выходом - к счетному входу первого счетчика импульсов, выходами подключенного к входам первого цифроанало- гового преобразователя, выходом подключенного к второму входу первого компаратора, выход второго компаратора подключен к первому входу второго элемента И, вторым входом подключенного к выходу первого генератора импульсов, а выходом - к счетно- ry входу второго счетчика импульсов, выходами подключенного к входам второго цифроаналогового преобразователя, входом Опорное напряжение подключенного к выходу первого цифро- аналогового преобразователя, а выходом - к второму входу второго компаратора, дешифратор входами подключен к выходам второго счетчика импульсов а выходами - к входам программного переключателя, выходами через третий элемент И подключенного к установочному S-входу первого триггера, выходом подключенного к информационному входу сдвигающего регистра, тактирующим входом подключенного к выходу второго элемента И, а выходами - к блоку индикации, установочный S-вход второго триггера через первую кнопку управления соединен с шиной Напряжение логической единицы, а выход - с D-ВХОДОМ третьего триггера, тактирующим входом подключенного к выходу первого триггера, а выходом - к входам Пуск электронного секундомера и реле времени, вход Сброс реле времени подключен к выходу первого триггера, а выход - к установочным R-входам второго и третьего триг геров и входу Стоп электронного секундомера, вход Сброс электронного секундомера подключен к установочному входу второго триггера, выход второго генератора импульсов через формирователь импульсов соединен с установочными R-входами второго счетчика импульсов, первого триггера и сдвигающего регистра, а установочный вход первого счетчика импульсов через вторую кнопку управления соединен с шиной Напряжение логической единицы.

D

fttp

&i

I P

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования силы и статической выносливости мышц кистей рук, и может быть использовано для оценки функционального состояния двигательного аппарата в условиях различного рода производственной и спортивной деятельности. Динамометрический тестер содержит датчик усилий, выходом подключенный к первым входам первого и второго компараторов, два цифроаналоговых преобразователя, два счетчика импульсов, три триггера, два генератора импульсов, формирователь импульсов, три элемента И, сдвигающий регистр, дешифратор, программный переключатель, блок индикации, реле времени и электронный секундомер. Введение в динамометрический тестер новых элементов и связей позволило повысить точность тестирования. 2 ил.

Ш-%т|

UMtJ«

4 «

«I 1

Ц

lilllHI

Him

Д}«(м7

Лм:(// ПвЛеотавм

IllillltlHI

. Tecmupotafwt

Mini I I

Hit

I

Г1

гП

W