Устройство для оценки сенсомоторной деятельности обучаемого Советский патент 1991 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может . быть использовано при профессиогаль- ном отборе и проведении различных психофизиологических исследований„

Цель изобретения - повышение точности устройства путем определения интенсивности (громкэстн) акустического сигнала, при которой достигается максимальная быстрота сенсомоторной реакции.

На чертеже представлена структура предложенного устройства.

Устройство содержит блок 1 задания программы контроля, элемент И 2, генератор 3 меток времени,, коммутатор 4, генератор 5 случайной последовательности импульсов, -элемент 6 запрета,, блок 7 ввода ответных действий оператора, триггер 8, формирователь 9 напряжений, служсящий для изменения громкости сигнала, переключатель 10, блок 11 компараторов, счетчики 12, 13 и 14 (учета времени ответной реакции, времени быстрой реакции по команде, числа предъявленных сигналов), генератор 15 звуковой частоты, ключ 16, переключатель 17 и блок 18 индикации .

Коммутатор 4 содержит элементы И 19(, 19g, 20,, триггер 21. Формирователь 9 имеет делитель 22 напряжения и счетчик 2 3. Переключатель IО содержит элементы И 24, 25, элемент ИЛИ 26 и элемент НЬ 2/0 Блок 11 со- держит регистры 23, 29, ТО, компараторы 31 и 32, трИ -ге э 33, формирователь 34 одиночного (короткого) импульса, элемент 35 запрета, элемен™ И 36, элементы 37 - 41 задержки. Блок 18 включает информационное табло 42, индикатор 43 (световой), индикатор 44 (звуковой - головные телефоны с наушниками) и транспарант 45 Внимание Очередность (Случайность) и Конец. Счетчики 12, 13, 14 чвпяются регистратором 46.

0

5

0

5

0

5

0

5

Устройство работает следующим образом.

Горение транспаранта 45 указывает, что оператор согласно инструкции должен при засвечивании индикатора 43 гасить сигналы за 3 с, а каждый третий сигнал, перед началом которого подается предупредительная команда (акустическая), - за 1 с и менее нажатием на реактивный ключ блока 7.

При загорании транспаранта 45 гашение индикатора 43 осуществляется также за 3 с. Но если подается предупредительная звуковая команда, то высветившийся вслед за ней световой сигнал на индикаторе 43 должен гаситься быстро, за 1 с и менее. Предупредительные сигналы в этом случае следуют в случайной последовательности.

Программа испытаний задается блоком 1, предупредительные команды - импульсами с выхода генератора 50

При включении питания элементы памяти устройства устанавливаются в исходное состояние, на первом выходе триггера 8 - единичный, а на выходе триггера 33 - нулевой потенциалы. Если на первом выходе триггера 21 единичный потенциал, то горит транспарант 45. Генератор 5 на каждый третий сигнал, поданный с выхода блока 1, формирует на выходе короткий ипульс синхронно с импульсом, подаваемым с выхода блока 1.

На выходе блока 1 в случайный момент появляется первый импупьс (сигнал) , который поступает на вход элемента 2 и на информационный вход элемента 6. Так как на управляющий вход элемента 6 подан нулевой потенциал с выхода генератора 5, то импульс с его выхода поступает на счетный вход счетчика 14, зафиксировав предъявление сигнала, на вторые входы элементов И 19 и 20, обеспечив подачу временных меток с выхода генератора 3,

через элемент И 19 , на третьем и четвертом входах которого имеются единичные потенциалы с первых выходов триггеров 21 и 8 соответственно, на суммирующий вход счетчика 12 и на второй вход блока 18, засветив индикатор 43.

Оператор, заметив включение индикатора 43, путем нажатия на реактивный ключ блока 7 включает подачу импульса с выхода блока 5, прекращая поступление временных меток в счетчик 12, и подтверждает нахождение триггера 8 в единичном состоянии.

Аналогично фиксируется время реакции на второй сигнал (импульс).

При появлении третьего импульса на выходе блока 1, который подается на первый вход элемента 2 и информационный вход элемента 6, одновременно появляется короткий импульс на выходе генератора 5 (синхронизированный по второму входу), который подается на второй вход элемента 2 и на управляющий вход элемента 6. Во время действия короткого импульса с выхода генератора 5 на выходе элемента 6 - нулевой потенциал. Короткий импульс с выхода элемента 2 поступает на управляющий вход ключа 16, обеспечив прохождение тональной частоты с выхода генератора 15 на вход делителя 22 и на вход триггера 8, осуществив подачу единичного потенциала с его второго выхода на четвертые входы элементов И 20.

Так как счетчик 23 находится в исходном положении, то на головные телефоны 44 с выхода делителя 22 поступает короткий тональный сигнал определенной (минимальной) интенсивности (громкости), предупреждающий оператора (испытуемого) о необходимости быстрого реагирования на предъявленный следом световой сигнал.

По окончании короткого импульса с выхода генератора 5 на выходе элемента 6 появляется импульс (единичный потенциал), который засвечивает инди™ катор 43, фиксирует в счетчике 14 предъявление очередного сигнала и обеспечивает прохождение временных меток с выхода генератора 3 через первый вход элемента 20 на суммирующий вход счетчика 13 и через переключатель 10, на управляющий вход которого подан единичный потенциал с первого выхода триггера 21, поступает на информационный вход элемента

0

5

0

0

0

5

0

5

35, информационный вход элемента 36 и вход формирователя 34. Временные метки с выхода элемента 35, подаваемые на информационный и тактовый вхо-/ ды регистра 28, записываются в последнем ,

Оператор, заметив свечение индикатора 43, нажимает реактивный ключ в блоке 7. Импульс с выхода блока 7, поданный на вход триггера 8, переводит его в единичное положение (на первом выходе единичный потенциал), прекращая поступление временных меток в счетчик 13 и на первый вход переключателя 10 (вход блока 11). Запись в регистр 28 прекращается. Кодовые комбинации с выходов регистра 28 прикладываются к соответствующим входам компараторов 31 и 32.

На выходе формирователя 34 появляется короткий импульс (опроса), который поступает на вход элемента 37 и на управляющие входы компараторов 31 5 и 320 Сигнала (импульса) на выходах последних не будет, так как в компараторе 31 поданное на вторые входы, а в компараторе 32 - -поданное на первые входы двоичное кодовое число равно нулю. Импульс на выходе компаратора 31 появляется при идентичности кодовых чисел на выходах регистров 28 и 30, а на выходе компаратора 32 - если кодовое число в регистре 29 б „ больше, чем в регистре 28.

Задержанный импульс с выхода элемента 37 перебрасывает триггер 33 в единичное положение. Единичный потенциал с выхода триггера 33 поступает на управляющий вход элемента 35, перекрыв путь временным меткам к регистру 28, и на управляющий вход элемента 36, подготовив цепь для прохождения временных меток в регистр 29.

При появлении следующей предварительной команды временные метки с выхода элемента 20 поступают в счетчик 13 и через первый вход переключателя 10 на вход блока 11 - входы формирователя 34, элементов 35 и 36. Импульсы (временные метки) с выхода элемента 36 поступают на входы регистра 29, записываясь в нем.

По прекращении поступления времен- ных меток оператор нажимает на реактивный ключ блока 7 - завись в регистр 29 заканчивается. Кодовые ком-, бинации выходов регистров 29 и 28 прикладываются соответственно к пер

аым и вторым входам компаратора 32, На выходе формироватеггя 34 появляется импульс опроса, который поступает на управляющие входы компараторов 31 и 32, разрешая выдачу результатов с-раврения. Так как на вторых входах Компаратора 31 двоичная кодовая комбинация отсутствует, сигнала на его выходе не будет.

Если число меток в регистре 29 равно или меньше числа меток регистра 28, то на выходе кэмпаратора 32 сигнала (импульса) не будет.

Работа элементозз устройства при следующих предъявлениях сигналов осуществляется аналогично. По мере адаптации оператора быстрота реакции замедляется, число временных меток, поступающих в регистр 2), увеличивается.

Если число меток в регистре 29 больше числа меток в регистре 28, то при поступлении импульса опроса на управляющий вход компаратора 32 на его выходе появляется импульс, который проходит на вход триггера 33, перебросив последний г нулевое положение, и на счетный вьод счетчика 23, обеспечив появление единичного потенциала на следующем выходе, т.е. увеличив громкость предупредительной команды.

I Нулевой потенциал с выхода триггера 33э поданный на управляющий вход элемента 35, обеспечивает прохождение и запись временных меток в регистр 28, т.е. процесс повторяется при большей силе звука предварительной команды. Одновременно с записью временных меток в регистр 28 происхо- д.Ит выдвижение и запись его содержимого в регистр 30.

По окончании поступпения временных меток импульс опроса с выхода формирователя 34 поступает яа управляющие в1соды компараторов 31 л 32. Если вре- мч реакции оператора уменьшилось, то н,а выходе компаратора 31 сигнала не будет. Процесс повторяется аналогично описанному до тех пор, пока время ре- акции оператора на сигнал с большей интенсивностью (громкостью) практически не изменяется, т.е., если время реакции в последующем цикле не ме- кяется, то на выходе компаратора 31 появляется импульс, который включает табло 42, высветив общее число предъявлений сигнала (раздражителя), предупреждает испытуемого (инструкто

0

5

0

5 0

0

5

5

ра) о снятии результатов, блокирует подачу следующих сигналов (отключает генератор 5 - не показано) и подается на вход элемента 38, задержка ко- торогй определяется временем снятия показаний со счетчиков 12, 13, 14 и 23. Счетчик 23 показывает оптимальную громкость предупредительного сигнала при максимальной быстроте реакции на раздражители, предъявляемые в порядке очередности.

По истечении времени задержки импульс с выхода элемента 38 поступает на четвертый вход блока 18, включив транспарант 45, предупреждающий оператора о случайном предъявлении последующих сигналов, на обнуляющие входы счетчиков 14 и 23, возвратив их в исходное положение, на вход генератора 5, обеспечив случайную подачу предварительных команд, и на вход триггера 21, перебросив его во второе состояние и подготовив цепи в коммутаторе 4 для подачи временных меток с выхода генератора 3 на вычитающие входы счетчиков 12 и 13 и на вход переключателя 10.

Если индикатор 43 засвечивается без предварительной звуковой команды, то оператор должен выключить его не более, чем на 3 с. Импульс с выхода элемента 6, поступивший на третий вход коммутатора 4 (вторые входы элементов 19 и 20), обеспечивает прохождение временных меток с выхода генератора 3 через элемент 19 на вычитающий вход счетчика 12.

После поступления предварительной команды происходит переброс триггера 8, и временные метки с выхода генератора 3 через элемент 20„ поступают на вычитающий вход счетчика 13 и на второй вход переключателя 10, т.е. подаются на вход блока 11.

Элементы блока 11 работают аналогично описанному.

При появлении импульса на выходе компаратора 31 включается табло 42 и высвечивается команда Контроль, предупреждая оператора (руководителя) о снятии результатов испытаний. В этом случае счетчик 12 показывает разность времени реагирования при действиях по плану и при действиях по предварительной команде ча сигналы, дающие возможность не торопиться с ответной реакцией (3 с), счетчик 13 - ту же разность, но на сигналы,

требующие быстрой ответной реакции (1 с), а счетчик 23 - оптимальную интенсивность (громкость) акустического сигнала, обеспечивающего максимальную быстроту акустического сигнала, обеспечивающего максимальную быстроту сенсомоторной реакции при предъявлении звуковых команд в случайной последовательности.

Использование изобретения в устройствах для исследования психофизиологических особенностей операторов позволяет определять оптимальную интенсивность акустического (звукового) сигнала, при которой обеспечивается максимальная быстрота сенсомоторной реакции данного оператора. При этом быстрота реакции фиксируется раздельно для плановых и случайных предъявлений изменяемых по громкости звуковых раздражителей. Это дает возможность при привлечении операторов для работы в автоматизированные системы человек - машина-обеспечить высокую работоспособность при их обслуживании с соблюдением комфортных условий.

Формула изобретения

30

Устройство для оценки сенсомоторной деятельности обучаемого, содержащее блок задания программы контроля, вход которого соединен с выходом бло- ка ввода ответных действий оператора и с единичным входом триггера, первый 35 выход соединен с одним входом элемента И и с информационными входами элемента запрета, а второй выход - с синхровходом генератора случайной по0

5

0

5

0

5

следовательности импульсов, выход которого подключен к управляющему входу элемента запрета и к другому входу элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера, коммутатор, первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к единичному и нулевому выходам триггера, выходу элемента запрета и выходу генератора меток времени, а выходы группы - к соответствующим входам регистратора, выходы которого соединены с соответствующими входами первого переключателя, блок индикации, первый вход которого подключен к выходу первого переключателя, а второй вход - к выходу элемента запрета и одному входу регистратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены формирователь напряжений, первый вход которого соединен с выходом элемента И, а выход - с третьим входом блока индикации, второй переключатель, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам группы коммутатора, а третий вход - к выходу коммутатора, и блок компараторов, вход которого соединен с выходом второго переключателя, первый выход - с вторым входом блока изменения амплитуды сигнала} второй выход - с четвертым входом блока индикации, а третий выход - с пятыми входами коммутатора и блока индикации, информационным входом генератора случайной последовательности импульсов, другим входом регистратора и третьим входом йормирователя напряжений.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при профессиональном отборе и проведении различных психофизиологических исследований. Цель изобретения - повышение точности устройства путем определения интенсивности акустического сигнала, при которой достигается максимальная быстрота сенсомоторной реакции. Устройство содержит блок 1 задания программы