Аналоговый измеритель частоты Советский патент 1982 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к медицинской .технике, в частности к аналоговым измерителям частоты сердечных со кращений, и может быть использовано в системах непрерывного наблюдения за больными и в спортивной медицине для измерения мгновенного или среднего значения частоты пульса. В настоящееiвремя известны измерители частоты пульса основанные на измерении периода пульсации и преобррзовании этого значения в частоту ударов в минуту, содержащие источники питания, формирователи, ключи ГП Однако эти устройства обладают низкой надежностью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее формирователь выход которого соединен с входами первого и второго одновибраторов, выходы последних соединены с первыми входами первого и второго электронных ключей, второй вход первого элек ронного ключа соединен с одним из полюсов источников питания, а выход соединен с вторым входом второго электронного ключа 2. . Недостаток известного устройства низкая надежность. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Эта цель достигается тем, что в аналоговый измеритель частоты, содержащий формирователь, выход которого соединен со входами первого и второго одновибраторов, выходы последних соединены с первыми входами первого и второго электронных ключей, второй вход первого электронного клпча соединен с одним из полюсов источника питания, а выход - с вторым входом второго электронного ключа, введены два конденсатора, резистор, истоковь1Й повторитель и измерительный прибор, причем резистор подключен параллельно первому конденсатору, одна обкладка которого подклю3Эчена к выходу первого электронного ключа, а другая обкладка - к точке соединения другого полюса источника питания,, первого входа измерительгного прибора и одной обкладки второго конденсатора, другая обкладка которого соединена с выходом второго электронного ключа и с управляющим входом истокового повторителя, другой вход которого соединен со вто рым входом первого электронного ключа, а выход - с вторым входом измери тельного прибора. На фиг. 1 приведена структурная схема портативного аналогового пульсомера; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу пульсомера Устройство содер : ит формирователь 1, одновибраторы 2 и 3, электронные ключи -И 5j источник 6 питания, истоковый повторитель 7, из.мерительный прибор 8, два конденсатора 9 и -10 и резистор 11, Работает устройство следующим образом. Передним фронтом сформированного формирователем 1 импульса измеряемой частоты запускаются одновибраторы 2 и 3. Одновибратор. 2 формирует импульс стабильной длительности (фиг. 26 ив ), в течение которого через электронный ключ заряжается первый конденсатор 9 до напряжения источника 6. В момент окончания импульса одновибратора 2 электронный ключ.k размыкается и происходит разряд первог конденсатора 9 через резистор 11 (фиг. 2,г.) до момента прихода следующего импульса измеряемой частоты FX по закону t u.(t) и в мо(лент прихода следующего сфор мированного импульса (фиг. 2,cf) на короткое время от одновибратора 3 открывается электронный ключ 5. В т чение этого времени напряжение U на конденсаторе 9 передается на вто рой конденсатор 10. Это напрях ение через истоковый повторитель 7 передается на измерительный прибор 8, который отградуирован в единицах из меряемой частоты. На фиг. 21, показано, что при уменьшении мгновенного значения измеряемой частоты (фиг.2,а напряжение на вторичном приборе так же уменьшается (Ufj). Итак, для измеряемой частоты с (1) можно записать учетом vH sdP рс(ъ . fAe Ти.,д,Трс, длительность выходного импульса одновибратора 2; емкость конденсатора 9; сопротивление резистора 11; напряжение заряда конденсатора 9Uc-jdr и пит МР., У Tpcj-i n jj В формуле (2) все величины, кроме и, являются постоянными величинами и поэтому (2) можно переписать в виде .. Соответствующим выбором постоянной времени e,R можно на определенно интервале измеряемых частот свести к минимуму погрешность аппроксимации функции Fy 1/Т функцией Ру 1/(,1/их). I Таким образом, показания прибора 8 (с учетом времени успокоения прибора) соответствуют мгновенному значению частоты пульса. Если парал-i лельно вторичному прибору 8 подключить конденсатор, то его показания будут соответствовать среднему значению. Вмести измерительного прибора 8, в принципе, можно подключить самописец и тогда будем иметь информацию об изменении частоты пульса во времени Предлагаемое устройство имеет систематическую составляющую погрешности, обусловленную конечной длительностью выходного импульса одновибратора 3, вследствие чего напряжения на конденсаторе 10 несколько больше, чем на конденсаторе 9 (фиг. 2,t, точка А). Но это явлейие может быть учтено при тарировке показывающего прибора . С целью уменьшения этой составляющей погрешности, вместо одновибратора 3 практически достаточно 5 применить дифференцирующую RC-цепочку. Дискретная часть предлагаемого устройства выполнена на микросхемах .МОП-структуры, что позволило все элементы вместе с автономным источником питания разместить в корпусе головки прибора М 30. Формула изобретения Аналоговый измеритель частоты, содержащий формирователь, выход которого соединен со входами первого и второго одновибратора, выходы последних соединены с первыми входами первого и второго электронных ключе второй вход первого электронного кл ча соединен с одним из полюсов источников питания, а выход - с вторым входом второго электронного клю ча, отли чающи йся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два конденсатора, ре зистор, истоковый повторитель и . 6 мерительный прибор|Причем резистор подключен параллельно первому конденсатору, одна обкладка которого подключена к выходу первого электронного ключа, а другая обкладка к точке соединения другого полюса источника питания, первого входа измерительного прибора и одной обкладки второго конденсатора, другая обкладка которого соединена с выходом второго электронного ключа и с управляющим входом истокового повторители, другой вход которого соединен со etoрым входом первого электронного Ключа, а выход - с вторым входом измерительного прибора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вопросы радиоэлектроники. 1971. Сер. общетехническая, вып. 20 с. 63. 2.Кирианаки Н.В. и Дудыкевич В.Б. Методы и устройства цифрового измерения низких и инфранизких частот. Львов, Вища школа -, 1975, с. 9б, рис. 3-7.

ю

«VJ

e