УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОТРЕБНОСТИ ДЕТЕЙ В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для автоматического вычисления определения потребности организма ребенка в продуктах иитания. Такие устройства в данное время не cyni,eствуют и на практике эти работы ведутся вручную. Цель изобретения - автоматическое определение потребности организма ребенка в питательных веществах (белках, углеводах, жирах) в зависимости от веса ребенка при рождении и возраста и вычисление по потребности в питательных веществах необходимого количества продуктов питания дневного рациона. В предлагаемом устройстве задающий генератор подключен к управляющим входам трех модуляторов, управляющий вход четвертого модулятора подключен к выходу третьего модулятора, к рабочим входам модуляторов подключены движки задающих потенциометров, выход первого модулятора подключен непосредственно, а третьего и четвертого - через первую схему ИЛИ - к входам первой схемы И, к выходу которой подключены четыре ограничителя амплитуды, их выходы подключены через соответствующие интеграторы первой группы к одним входам четырех индикаторов; другие входы индикаторов подключены к соответствующим выходам интеграторов второй группы, вход каждого из них соединен с выходом соответствующей схемы ИЛИ, а к входам схем ИЛИ через ограничители амплитуды подключены выходы первой группы модуляторов, причем управляющий вход первого из них соединен с задающим генератором, а управляющие входы остальных последовательно соединены с выходом предыдущего модулятора, к рабочим входам модуляторов подключены движки задающих потенциометров; к входам коррекции интеграторов обеих групп подключены через контактные группы двух реле выходы четырех дополнительных схем ИЛИ, к входам которых через ограничители а.мплитуды подключены выходы второй группы модуляторов; выход второго модулятора подключен к входу инвертора и к входу второй схемы И, выход первой схемы ИЛИ подключен к входу другого инвертора и третьей схемы И, причем выходы обеих схем И подключены к обмоткам соответствующих реле, а также к входам второй схемы ИЛИ, выход которой через ограничитель амплитуды и интегратор подключен к задающим потенциометрам цепей коррекции. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство состоит из задающего генератора 1, узла вычисления потребности ребенка Б питательных ингредиентах, включающего

задающие потенциометры Ri-Ra, широтноимпульсные модуляторы 2-5, схему логического ИЛИ 6, схему логического И 7, ограничители амплитуды 8-11 и интеграторы 12- 15; узла установок назначений продуктов питания, включающего задающие потенциометры широтно-импульсные модуляторы 16-23 с ограничителями амплитуды, схемы логического ИЛИ 24-27 и интеграторы 28- 31; индикаторов 32-35 и узла коррекции, включающего задающие потенциометры RIZ-Ri9, широтно-импульсные модуляторы 36-43 с ограничителями амплитуды, схемы логического ИЛИ 44-47, .инверторы 48, 49, схемы логического И 50, 51, :схему ИЛИ 52, ограничитель амплитуды 53, интегратор 54 и реле 55, 56.

Устройство работает следующим образом.

На практике назначение питания ребенка производится по потребностям ребенка в питательпых ингредиентах (белках, жирах и углеводах) по формуле

Б,, + Б,(1)

где i - назначаемое количество ингредиента (папример, белков) в граммах;

Б - получаемое ребенком количество белков в граммах;

б - потребность ребенка в белках па 1 кг веса при нормальном росте;

Р - вес ребенка в килограммах;

PU - нормальный вес ребенка данного .возраста в килограммах;

Рп Рр + Р,

Рр - вес ребенка .при роледении в килограммах;

РТ - нормальная прибавка веса в .килограммах при данном возрасте.

Аналогичные расчеты ведутся также для жиров и углеводов.

При весе ребенка меньше нор.мального более, чем на 20%, в вычислениях вместо величины РП используется величина ,2 р.

Значения б и РТ берутся из соответствующих таблиц. Величина Б выч.исляется по таблицам содержания питательных ингредиентов в различных продуктах питания в соответствии с получаемым ребепком питапием.

Затем по тем же таблицам определяется требуемое количество продуктов питания для покрытия потребностей ребенка в питательных ингредиентах.

Преобразуя формулу (1) можно получить выражение:

Р-ЯН

(2)

Б, бР, + Бкоторое реализуется в предлагаемом вычислительном устройстве. В .предлагаемом устройстве все переменные задаются в виде модулируемых по ширипе прямоугольных импульсов, умножение на коэффициенты осушествляется ограничением а.мплитуды этих

прямоугольных импульсов, т. е. их амплитудной модуляцией. Операция сложения выполняется интегрированием логической суммы сдвинутых во времени импульсов. На индикаторы 32-35 с одной стороны подаются напряжения, соответствующие назначаемым количеством питательных ингредиентов (например, ;) с другой стороны нанряжения, соответствующие потреб :ости ребенка в питательных ингредиентах бРц. Кроме этого, вводится

р р

коррекция, соответствующая члену Б

формулы (2), .причем если разность Р-РВ положительна, то корректирующий сигнал

су.ммируется с членом бРц, .в противном случае суммируется с членом Б. Переключение производится при помощи реле.

Рассмотрим работу отдельных узлов устройства.

Б л о к вычисления нотребности ребенка в питательных ингредиентах задающий генератор 1 запускает широтно-импульсные модуляторы 2-4. На вход модуляторов 2 и 3 поступает папряжепие от потенциометра Pi, устанавл.иваемого в зависимости от веса ребенка. Крутизна их характеристик выбрана так, что длительность импульса модулятора 3 пропорциональна Р, а модулятора 2-1,2 Р. Длительность импульса модулятора 4 определяется .положением потенциометра Rz, устанавливаемого в соответствии с весом ребенка при рождении. Задним фронтом импульса модулятора 4 запускается модулятор 5, длительность которого устанавливается потенциометром Рз в соответствии с возрастом ребенка. Длительность импульса модулятора 5 пропорциональна нормальному приросту веса с возрастом. Импульсы от модуляторов 4 и 5 поступают на схему ИЛИ 6, на. выходе которой получается прямоугольный импульс с длительностью, соответствующей величине РНЭтот импульс вместе с импульсом от модулятора 2, соответствующим величине РН, поступает на схему И 7. Так как начало этих

им.пульсов совпадают, то на выходе схемы И 7 будет импульс, равный по длительности короткому из входных импульсов. Этот импульс поступает на ограничители амплитуды 8-11, уровень среза амплитуды которых установлен таким образом, что импульс на выходе ограничителя 8 соответствует потребности ребенка в белках, ограничителя 9 - в жирах, ограничителя 10 - в углеводах, а ограничителя 11 - в калориях. Затем эти импульсы интегрируются в интеграторах 12-15 соответственно, выходное напряжение которых поступает па одип из входов ипдикаторов 32-35. Узел установок назначений продуктов питания: задающий генератор 1 запускает щиротно-импульсный модулятор 16, задним фронтом импульса которого запускается аналогичный модулятор 17, от него модулятор 18 и т. д. до восьмого модулятора 23. Каждый

из этих модуляторов соответствует какомулибо продукту питания (например, материнское молоко, творог и т. д.). Число их может быть взято любое, однако, при этом необходимо согласовать частоту задающего генератора 1 с общей длительностью импульсов всех этих модуляторов. Количество каждого из продуктов задается и виде длительности импульсов соответствующих модуляторов при помощи потенциометров Ri-Rn. На выходе каждого модулятора имеется четыре ограничителя амплитуды, регулировки которых определяются содержанием питательных ингредиентов в соотвегствующих продуктах питаНия. Выходы ограничителей амплитуды, соответствующие количеству белка, поступают на схему ИЛИ 24; соответствующие жирам- на схему ИЛИ 25; углеводам - на схему ИЛИ 26; и калориям - на схему ИЛИ 27. Полученные на выходе схем ИЛИ 24-27 многоступенчатые импульсы поступают па вход интеграторов 28-31 соответственно. Выходные напряжения этих интеграторов подаются на другие входы индикаторов 32-35. Меняя количество назначаемых продуктов питания .вращением потенциометров ., можно добиться нулевого показания индикаторов, т. е. полной компенсации потребности организма в питательных ингредиентах.

При отклонении веса ребенка от нормы в соответствии с формулой (2) вводятся корректирующие сигналы, которые поступают лиЗо на интеграторы 28-31, либо на интеграторы 12-15 при .включении реле 55 или 56, в зависимости от того, в какую сторону отклонился вес ребенка от нормы.

Узел коррекции работает следующим образом. Импульсы, соответствующие РН и Р, поступают на инверторы 48 и 49. Затем на схему И 50 подается комбинация (Рд, Р), а на схему И 51-комбинация (Рц, Р). Импульс с выхода 50 запускает реле 56, а с выхода схемы И 51 - реле 55. Кроме этого импульсы со схем 50 и 51 поступают иа схему ИЛИ 52, длительность импульса на выходе которой соответствует -модулю разности веса ребенка и нормального веса (Р-Рц). Этот импульс поступает на ограничитель амплитуды 53, уровень которого определяется потенциометром, установленным на одном валу с Рь т. е. в зависимости от .веса ребенка. Импульс на выходе ограничителя амплитуды 53, соответР-РП

ствующии величине , поступает на интегратор 54. Напряжение на выходе 54 поступает на потенциометры RK-Rig, которыми устанавливается длительность импульсов модуляторов соответственно. Положение движков потенциометров Pi2-Ris определяется количеством продуктов питания, получаемых ребенком. Модуляторы 36-43 аналогичны модуляторам 16-23. Их выходы, соответствующие белкам, жирам, углеводам и калориям поступают на схемы ИЛИ 44-47, на выходе которых получаются многоступепчатые импульсы, соответствующие корректиру ющему члену формулы (2) (для белков). Эти импульсы через реле 55 и 56 поступают на группу интеграторов 28-31 или 12-15, внося необходимую коррекцию в назначение питания ребенка.

Таким образом при производстве вычислений по определению дневного рациона ребенка необходимо по соответствующим шкалам

установить необходимое положение движков потенциометров, соответствующих весу ребенка в данное время, весу при рождении и его возрасту, а также по получаемым ребенком продуктам. При этом стрелки индикаторов отклоняются на определенный угол. Зате.м вращением ручек потенциом.гтров, соответствующих назначаемым продуктам питания, необходимо добиться нулевого положения индикаторов. Назначаемое количество

продуктов считывается по шкалам указанных потенциометров.

Предмет изобретения

Устройство для вычисления потребности детей в продуктах питания, содержащее задающий генератор, широтно-импульсные модуляторы, потенциометры, задающие параметры ребенка и количества продуктов, входящих в

рацион, ограничители амплитуды, инверторы, логические схемы И и ИЛИ, интеграторы и индикаторы, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса вычисления, задающий тенерато.р подключен к управляющим

входам трех модуляторов, управляющий вход четвертого модулятора подключен к выходу третьего модулятора, к рабочим входам модуляторов подключены движ.ки задающих потенциометров, выход первого модулятора

подключен непосредственно, а третьего и четвертого - через первую схему ИЛИ - к входам первой схемы И, к выходу которой подключены четыре ограничителя амплитуды, их выходы подключены через соответствующие

интеграторы первой группы к одним входам четырех индикаторов; другие входы индикаторов подключены к соответствующим выходам интеграторов второй группы, вход каждого из них соединен с выходом соответствующей

схемы ИЛИ, а к входам схем ИЛИ через ограничители амплитуды подключены выходы первой группы модуляторов, причем управляющий вход первого из них соединен с задающим генератором, а управляющие входы

остальных последовательно соединены с вы.ходом предыдущего модулятора, к рабочим входам модуляторов подключены движки задающих потенциометров; к входам коррекции интеграторов обеих групп подключены

через контактные группы двух реле выходы четырех дополнительных схем ИЛИ, к входам которых через ограничители амплитуды подключены выходы второй группы модуляторов; выход второго модулятора подключен

к входу инвертора и к входу второй схемы И,

выход первой схемы ИЛИ подключен к входу другого инвертора и третьей схемы И, причем выходы обеих схем И, подключены к обмоткам соответствующих реле, а также к

входам второй схемы ИЛИ, выход которой через ограничитель амплитуды и интегратор подключен к задающим потенциометрам цепей коррекции.