Динамометрический тестер Советский патент 1990 года по МПК A61B5/22 

И счетчик 5 импульсов, а управление записью - первая кнопка 23 управле- НРШ. Блок 5 через де1Ш1фратор 6 и блок 14 через вторые триггеры 21-1- 21-п управляют работой элементов 12 индикации через вторые элементы ИШ1 22-1-22-п, первый элемент НЕ 9 и элемент И 8. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 22-1 поступает на элемент ИЛИ 20 непосредственно и через элемент 10 воеменной задержки. Сигнал с выхода

блока 20 поступает на вход управления электронного секундомера 13, -а элемент НЕ 19 поступает на первый вход блока 8. Сигнал с выхода блока 22-1 также поступает на S-вход первого триггера 7, с выхода которого сигнал поступает на второй вход блока 8. Сигналы обнуления с выхода вто- рой кнопки 24 управления поступают на блоки 5, 7, 13, 15, 21-1 - 21-п. 2 ил. .

Изобретение относится к медицинской технике и позволяет расширить диапазон измеряемых величин. Сигнал с датчика 1 усилий через усилитель 2 и аналоговое запоминающее устройство 15 поступает через первый коммутатор 17 и второй коммутатор 18 на аналого-цифровой преобразователь 3, информация с которого поступает на цифровое отсчетное устройство 4. В режиме программирования генератор пилообразного напряжения через коммутаторы 17 и 18 соединяется с блоком 3, сигналы с выхода которого записываются в блок памяти 14, коммутацию адресов которого осуществляет генератор 11 импульсов и счетчик импульсов 5, а управление записью - первая кнопка управления 23. Блок 5 через дешифратор 6 и блок 14 через вторые триггеры 21-1-21-N, управляют работой элементов индикации 12 через вторые элементы ИЛИ 22-1-22-N, первый элемент НЕ 9 и элемент И 8. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 22-1 поступает на элемент ИЛИ 20 непосредственно и через элемент 10 временной задержки. Сигнал с выхода блока 20 поступает на вход управления электронного секундомера 13, а элемент НЕ 19 поступает на первый вход блока 8. Сигнал с выхода блока 22-1 также поступает на вход первого триггера 7, с выхода которого сигнал поступает на второй вход блока 8. Сигнал обнуления с выхода второй кнопки управления 24 поступают на блоки 5,7,13,15,21-1-21-N. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования силы и статической выносливости (СВ) мышц кисти рук, и может быть использовано для оценки функционального состояния двига- тельного анализатора в условиях различного рода производственной и спортивной деятельности, тренирово 1ной И экспериментальной практики, а также при проведении периодических и предварительных профосмотров и профотбора.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых величин.

На фиг. 1 приведена функциональная схема динамометрического тестера; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу -тестера.

Динамометрический тестер содержит датчик 1 усилий, выходом подключенный к входу усилителя 2, аналого-цифровой преобразователь (А1Ш) 3, информационными выходами подключенный к входам цифрового отсчетного устройства 4, счетчик 5-, выходами подключенный к входам дешифратора 6, первый триггер 7, элемент И 8, первьш элемент НЕ 9, . элемент Ю временной задержки, генератор 11 импульсов, элемент 12 индикации, электронный секундомер 13, блок 14 памяти, аналоговое запоминающее устр,ойство 15 максимума, генератор 16 пилообразного напряжения, два коммутатора 17 и 18, второй элемент НЕ 19, первый элемент ИЛИ 20 и по числу в ыходов дешифратора 6, вторые триггеры 21,-21,и вторые элементы ИЛИ 22,-22, выходами через соот- ветствуючже элементы 12 индикации подключенные к общей нулевой шине, первыми входами - к выходам предыдущих элементов, а вторыми входами к выходам соответствующих триггеров 21 - 21, тактирующими входами 0 подключенных к выходу блока 14 па- t мяти, а Д-входами - к соответствующим выходам дешифратора 6. Выходы счетчика 5 импульсов подключены к адресным входам старших разрядов блока 14 па- 5 мяти, адресными входами младших разрядов подключенных к информационньт выходам АЦП 3. Выход усилителя 2 через аналоговое запоминающее устройство 15 максимума подключен к перво- 0 му входу первой группы входов первого коммутатора 17,.первым выходом подключенного к первому входу первой группы входов второго коммутатора 18. Второй вход первой группы входов с первого коммутатора 17 подключен

к выходу генератора 16 пилообразного напряжения, первый вход второй группы входов первого коммутатора 17 подключен к выходу генератора 11 им- 4(; пульсов, второй ВХОД через первую кнопку 23 подключен к щине Напряжение логической единицы, а второй выход - к счетному входу счетчика 5 импульсов и информационному входу дг блока 14 памяти. Первьш вход третьей группы входов первого коммутатора подключен к шине Напряжение логической единицы, второй вход - к общей нулевой шине, а выход - к входу 5Q Запись-члениё блока 14 памяти;Второй вход первой группы входов второго коммутатора 18 подключен к выходу усилителя 2, а выход - к входу АЦП. Первый вход второй группы входов второго коммутатора 18 подключен к шине Опорное напряжение, второй вход - к первому выходу первого коммутатора 17, а выход - к входу Опорное напряжение АЦПЗ. Выход

55

первого элемента 22 группы вторых элементов ИЛИ через первый элемент НЕ 9 подключен к установочному S-входу первого триггера 7, входу элемента 10 временной задержки и первому входу первого элемента ИЛИ 20, вторым входом подключенного к выходу элемента 10 временной за- держ1си, выходом - к входу Счет электронного секундомера 13, и входу второго элемента НЕ 19, выходом подключенного к первому входу элемента И 8, вторым входом подключенного к выходу первого триггера 7, а выходом через элемент 12 индикации - к общей нулевой шине. Вход Сброс электронного секундомера и аналогового запоминающего устройства максимума и установочные R-входы триггеров и счетчика импульсов через вторую кнопку 24 управления подключены к общей нулевой шине, а выход первого элемента НЕ 9 через элемент 12 йндикатда подключен к общей нулевой шине.

Динамометрический тестер работа- - ет следую1чим образом,

В начале работы осуществляют программирование блока 14 памяти, при котором в блок памяти заносится циф ровой код в процентах к МС величины минимально допустимого усилия, максимально допустимого усилия, а также ряда промежуточных значений из интервала, образованного значениями минимально и максимально допустимого усилия. Для этого коммутатором 17 устанавливают режим Программирование. При этом блок 14 памяти переводится в режим Запись счетный вход счетчика 5 импульсов и информационный вход блока 14 памяти через кнопку 23 управления соединяются с шиной Напряжение логической единицы, а на вход А1ШЗ (построенного, например, на базе БИС КР572ПВ2А) начинает поступать возрастающее напряжение с выхода генератора 16 пилообразного напряжения, скорость изменения которого устанавливается равной единице младшего программируемого разряда цифрового отсчетного устрой-, ств.а 4. в 1 с (например, 1% в 1с),

А1Ц1Э осуществляет преобразование поступающего на вход напряжения с выхода генератора 16 пилообразного напряжения в цифровой код, индикация которого осуществляется при помощи цифрового отсчетного устройства 4, Так как скорость, аналого-цифрового

10

преобразования (например, БИС КР572ПВ2А) составляет 20 измерений в 1 с, то при плавном изменении напряжения на выходе генератора 16 пилообразного напряжения цифровой код на информационных выходах АЦП последовательно принимает все свои значения. С информационных выходов А1ЩЗ цифровой код поступает на адресные входы младпшх разрядов блока U памяти и на входы цифрового отсчетного устройства 4. При появлении на цифровом отсчетном устройстве значения (в про- 5 центах к МС), соответствующего минимально допустимому усилию (например, 50%), производят нажатие кнопки 23 управления При этом по адресу кода минимально допустимого усилия в блок 2С.14 памяти производится запись логической единицы. При отпускании кнопки 23 управления счетчик 5 по заднему фронту импульса на счетном входе переключателя переходит в следующее 2 состояние, цифровой код на адресных входах старших разрядов блока 14 памяти изменяется, чем осуществляется подготовка блока памяти к записи следующей информации. Запидь следующей 31 информации осуществляется аналогично.

После окончания программирования коммутатором 17 динамометрический тестер переводится в состояние Работа, а коммутатором 18 устанавливается режим Подготовка.

В режиме Подготовка производится определение максимальной МС, раз- виваемой пациентом. При этом патщен- том производится нагрузка датчика усилий максимальной величиной усилия. Датчик преобразует механическое усилие в электрический сигнал, амплитуда напряжения которого пропортщональна величине приложенного усилия. Макси- мальное значение напряжения запоминается в аналоговом устройстве 15 максимума, а его вдфровой эквивалент индицируется цифровым отсчет- ным устройством.

Затем тестер коммутатором 18 переводится в режим Тестирование.

В режиме Тестирование пациент должен развить усилие, находящееся в интервале, образованном минимально и максимально допустимым усилием, 5 величины которых (в процентах к МС) заносятся в блок 14 памяти при программировании.

В режиме Тестирование на вход Опорное напряжение АЦП 3 поступает

напряжение с выхода аналогового запоминающего устройства 15 максимума, пропортшональное МС, а на информационный вход - напряжение, пропорциональное усилию, развиваемому пациентом в режиме Тестирование.

Так как функхщя преобразования А1Щ (например, КР572ПВ2А) имеет вид

и

(1)

М 100 ,

и on

-цифровой код;

-напряжение на информационном входе;

-величина опорного напряжения,

режиме Тестирование выражение можно записать следуюпцм образом:

М

и и

ьу.

оп

М 1000 UBX

UMC

(2) 20

де и ,л напряжение с выхода анало- гового запоминающего устройства 15 MaKCHNry ia. Таким образом, показания цифрового 25 отсчетного устройства 4 в режиме Тестирование соответствуют величине УСИЛИЯ, развиваемого пациентом (в процентах к МС), причем показания младще- го разряда - в десятых долях процен- зО

та.

При достижении пациентом заданного минимально допустимого усилия в процентах к.МС (например 50% МС) код на выходах АЦП совпадает с кодом, 5 по адресу которого в блок 14 памяти записана логическая единица. На выходе блока 1-4 памяти появляется импульс, которым триггер 21, устанавливается в единичное состояние,- на вы- 40 ходе элемента ИЛИ 22, появляется напряжение логической единицы, а на выходе элемента НЕ 9 - логического нуля, элемент 12 индикации Прибавить

гаснет и загораетс-я элемент 12 инди- дЗ кации Норма.

С .выхода элемента ИЛИ- 22 напряжение логической единицы поступает на вход Счет электронного секундоме- ра 13 и счетчик 5 секундомера 13 на- Q чинает производить отсчет времени

удержания о

Если пациент прикладывает большее усилие, то загорается второй, а затем третий и так далее элементы 12 индикации. При достижении и превышении пациентом максимально допустимого значения усилия код на выходах АЦП совпадает с кодом, по адресу

0

5

20

25 зО

5 40

которого в блок 14 памяти записана логическая единица, на выходе блока памяти появляется импульс, которым триггер 22ц устанавливается в единичное состояние,, на выходе элемента РШИ 22 появляется напряжение логической единицы и загорается элемент 12 индикации Убавить, сигнализи- руюсщй о том, что нужно ослабить усилие.

При утомлении пациента происходит ослабление усилия. Когда усилие становится меньше минимально допустимой величины, триггер 21, устанавливается в нулевое состояние, на выходе элемента ИЛИ 22 , устанавливается напряжение логического нуля, индикатор 12 Норма гаснет и загорается индикатор Прибавить.

Если до истечения времени задержки усилие не достигает вцовь минимально допустимой величины, то на выходе элемента 10 временной задержки появляется напряжение логического нуля, которое поступает на вход Счет электронного секундомера 13 и отсчет времени прекращается. Одновременно начинает выполняться условие совпадения для элемента И 8, на его выходе появляется напряжение логической единицы и загорается индикатор 12 Конец измерения.

Для осуществления тестирования следующего пациента нажимают кнопку 24 управления, при этом происходит сброс показаний электронного секундомера 13 и аналогового запоминающего устройства 15 максимума, установка триггеров и счетчик импульсов в исходное состояние, чем осуществляется подготовка тестера к следующему измере- -ншо.

Формула изобретения

Динамометрический тестер, содержащий датчик усилий, выходом, соединенный с входом усилителя, аналого-циф- ртвой преобразователь, информационными выходами подключенный к входам цифрового отсчетиого устройства, счетчик импульсов, выходами соединенный с входами дешифратора, первьш триггер, элемент И, nepjbtfi элемент НЕ, элемент временной задержки, генератор импульсов, элемент индикации и электронный секундомер, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых величин, в него введены две кнопки управления блок памяти, аналоговое запоминающее устройство максимума, генератор пилообразного напряжения, два коммутатора, второй элемент НЕ, первый элемен ИЛИ по числу выходов дешифратора вторые триггеры, вторые элементы ИЛИ и вторые элементы индикации, причем вторые элементы ИЛИ выходами через соответствующие элементы индикации подключены к общей нулевой шине, первыми входами к выходам предьщущих элементов индикации, а вторыми рхо- дайи - к выходам соответствуюп91х триггеров, тактирующими входами соединенных с выходом блока памяти, а Д-входами - с соответствующими выходами дешифратора, выходы счетчика импульсов подключены к адресным входам старших разрядов блока памяти, адресными входами младших разрядов соединенного с информационными выходами аналого-цифрового преобразователя, выход усилителя через первый замыкающий контакт второго коммутатора подключен к входу аналого- цифрового преобразователя, а через аналоговое запоминающее устройство максимума, первый размыкак щий контак первого коммутатора и первый размыкающий контакт второго коммутатора соединен также с входом .аналого-цифрового преобразователя, шина Опорное напряжение через второй размы- кающкй контакт второго коммутатора, а. выход генератора пилообразного напряжения через первьй замыкающий контакт первого коммутатора и второй замыкающий контакт второго коммутатора подключены к входу Опорное напряжение аналого-цифрового преоб-.

разователя, выход первого замыкающего контакта первого коммутатора также соединен с входом первого размыкающего контакта второго коммутатора, выход генератора импульсов через второй размыкаюп(ий контакт первого коммутатора, а шина Напряжение логической единицы через первую кнопку 0 управления и второй замыкающ1й контакт первого коммутатора подключены к счетному входу счетчика импульсов и информационному входу блока памяти, шина Напряжение логической единицы 5 через третий размыкающий контакт первого коммутатора, а общая нулевая шина через третий замыкающий контакт первого коммутатора соединены с входом Запись-чтение блока памяти, Q выход первого элемента группы вторых элементов ИЛИ через первьй элемент НЕ подключен к S-входу первого триггера, к входу элемента временной задержки и к первому входу первого 5 элемента ИЛИ, вторым входом соединенного с выходом элемента временной задержки, а вьгходом - с входом Счет электронного секундомера и с входом второго элемента НЕ, выход которого 0 подключен к первому входу эх1емента И, вторым входом соединенного с выходом первого триггера, а выходом через элемент индикации - с общей нулевой шиной, при этом вход Сброс элект- J ронного секундомера и аналогового запоминающего устройства максимума, R-входы триггера и счетчика импульсов через вторую кнопку управления подключены к общей нулевой шине, а 0 выход первого элемента НЕ через элемент индикации соединен с общей нулевой шиной.