CN110313924B - 一种抗磁化无触碰式时间估计记录触发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，光栅发射器和光栅接收器之间形成多束对射光束，且光栅发射器和光栅接收器均为抗磁化发射器和抗磁化接收器；光栅发射器的电信号和光栅接收器的电信号分别经发射器输出线和接收器输出线与传感器的信号输入端连接，传感器的信号输出端分别与时间记录器和虚拟键盘通过信号线连接，用于将传感器的输出信号发送给时间记录和虚拟键盘的单片机电路板，时间记录器上设有显示区域，用于显示并记录反应时的测试数值。与按键式的检测反应时方式相比，采用本发明方案可使反应时记录时间总延时小于18毫秒，准确记录被试接收刺激时所产生的反应时，完全满足心理学行为实验误差的要求，同时还可以在具有强磁环境下进行应用。

Description

一种抗磁化无触碰式时间估计记录触发器

技术领域

本发明涉及反应时测量技术领域，具体涉及一种抗磁化无触碰式时间估计记录触发器。

背景技术

反应时间(简称反应时)是指从刺激的呈现到反应的开始之间的时距，也被称为“反应的潜伏期”。对于反应时的兴趣开始于18世纪，天文学家在记录天体时间，经常有些区别，发现存在一致性的系统差异，一些人比另外一些人总能更快的估计，天文学家之间这种差异被称为人差方程，以此强调人们具有不同的反应时并有各自估计经过时间的方程差异。直到荷兰生理学家唐德斯意识到，可以利用人们的反应时测量各种心理活动所需的时间时，才被引入心理学领域，比如选择反应，当呈现两个或两个以上的刺激时，被试会对不同的刺激做不同的反应，被试从刺激呈现到做出选择反应的这段时间称为选择反应时。时间估计是指个体完全凭借主观经验对客观事件的持续性和顺序性的认知。包括时间的口头估计、时间产生、时间再现、时间比较和时间的等级评定。受估计时间的方法、被估计时间的长度、要求被试对时间估计进行加工的性质、测量范型的性质、活动的内容和情绪态度等因素的影响。现使用在实验室中测量被试者反应时和时间估计记录器等制品，存在延时高，灵敏度低，必须依赖触碰，非抗磁化，信号输出单一等问题，影响了反应时的准确测量。同时，还因为使用铁质仪器材料，不能在强磁条件下进行测量反应时操作。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中存在的不足，提供一种抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，实现反应时测量满足抗磁化，延时低，灵敏高，不需要触碰，可以模拟键盘各类键盘触键需求的仪器，为使用者更加有效进行该领域相关研究提供便利。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，所述触发器包括光栅发射器、光栅接收器、传感器、时间记录器和虚拟键盘，所述光栅发射器和光栅接收器之间形成对射的面光束，且所述光栅发射器和光栅接收器均为抗磁化发射器和抗磁化接收器；所述光栅发射器的电信号和所述光栅接收器的电信号分别经发射器输出线和接收器输出线与所述传感器的信号输入端连接，所述传感器的信号输出端分别与所述的时间记录器和虚拟键盘通过信号线连接，用于将所述传感器的输出信号发送给所述时间记录器和所述虚拟键盘的单片机电路板，所述时间记录器上设有显示区域，用于显示并记录反应时的测试数值。

所述时间记录器的显示区域包括时间长短显示区域和时间记录次数显示区域。

所述的发射器、接收器和传感器均为光纤类型，所述传感器上设有基准显示区域、信号输出灯及用于调节信号输入基准值的基准设置键和微调按钮；当所述的发射器和接收器的输出信号值小于所述基准显示区域所显示的基准值时，所述信号输出灯亮起，所述发射器和接收器的信号输出至所述传感器。

所述传感器上还设有入光值显示区域，用于显示所述发射器、接收器的信号输出值。

所述时间记录器和虚拟键盘上分别设有与电脑终端通过数据线进行信号传输的输出端口。

所述发射器与所述接收器之间形成可以容纳人体四肢部位通过的测试间隙，所述发射器上的发射点与所述接收器上的接收点呈一一对应设置。

所述时间记录器上还设有对触发器进行设置的记录器设置键、对相关记录进行查询的向上查询记录键和向下查询记录键。

所述传感器输出NPN信号，所述虚拟键盘的输入端接收所述传感器所传输的NPN信号后，通过所述虚拟键盘上的单片机电路板转化为ASCII信号进行信号输出。

所述触发器设有多组成对设置的光栅发射器和光栅接收器，每组所述光栅发射器和光栅接收器对应连接一所述传感器，各所述传感器与所述的时间记录器和虚拟键盘通过信号线连接。

所述传感器精度为微秒级，所述时间记录器精度为毫秒级。

本发明技术方案，具有如下优点：

A、本发明采用抗磁化的光栅发射器和光栅接收器以及时间记录器和虚拟键盘，光栅发射器和光栅接收器之间所形成的光束可以实现无碰撞式检测，解决了普通时间估计记录触发器依赖触碰、使用环境和功能单一的问题；本发明总体精度达到毫秒级别，光纤传感器精度达到微秒级别，时间记录器精度也达到毫秒级别，具有稳定性强和延时较低的优点，与按键式的检测反应时方式相比，采用本发明方案可使反应时记录时间总延时小于18毫秒，准确记录被试接收刺激时所产生的反应时，完全满足心理学行为实验误差的要求，同时还可以在具有强磁环境下进行应用。

B、本发明在光栅发射器和光栅接收器之间产生多条光束，即使一束传感上出现问题，其相邻的上下光束也可以感应到物体的遮挡，提高了传感器的灵敏度，由于采用红外线光栅为二维面状，增加了感应范围，还解决以往要求被试者需特定方向进行遮挡要求的障碍，把精确度提升到毫秒级别，操作简便，便于无触碰下进行测量。

C、本发明中加入了虚拟键盘，虚拟键盘与多个传感器连接，可以在不安装系统驱动的情况下将简单的NPN信号转化为多种多样的键盘信号传输给电脑终端，可以结合各类电脑软件实现各项功能操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例。

图1是本发明所提供的无触碰式时间估计记录触发器结构示意图；

图2是本发明所提供的虚拟键盘和多个传感器连接的结构示意图。

附图标记说明：

1-光栅发射器

11-发射器输出线

2-光栅接收器

21-接收器输出线

3-传感器

31-基准显示区域，32-信号输出灯，33-基准设置键

34-微调按钮，35-入光值显示区域

4-时间记录器

41-显示区域，

411-时间长短显示区域，412-时间记录次数显示区域

42-记录器设置键

43-向上查询记录键

44-向下查询记录键

5-虚拟键盘

6-光束；7-输出端口；8-测试间隙。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，包括光栅发射器1、光栅接收器2、传感器3、时间记录器4和虚拟键盘5，光栅发射器1和光栅接收器2之间形成多束对射光束6，且光栅发射器1和光栅接收器2均为抗磁化发射器和抗磁化接收器；光栅发射器1的电信号和光栅接收器2的电信号分别经发射器输出线11和接收器输出线21与传感器3的信号输入端连接，传感器3的信号输出端分别与时间记录器4和虚拟键盘5通过信号线连接，用于将传感器3的输出信号发送给时间记录器4和虚拟键盘5的单片机电路板，时间记录器4上设有显示区域41，用于显示并记录反应时的测试数值。本发明优选地在显示区域41上设有两个功能显示区域，分别为时间长短显示区域411和时间记录次数显示区域412，时间长短显示区域411用于显示检测被试反应时的长短，时间记录次数显示区域412用于显示测试次数，通过显示区域41可以将检测次数及对应的反应时数值显示出来。

本发明中所采用的发射器1、接收器2和传感器3优选为光纤类型，在传感器3上设有基准显示区域31、信号输出灯32及用于调节信号输入基准值的基准设置键33和微调按钮34；当发射器1和接收器2的输出信号值小于基准显示区域31所显示的基准值时，信号输出灯32亮起，发射器1和接收器2的信号输出至传感器3。这里通过对基准设置键33设置基准值，然后再通过微调按钮34进行正负微调调节，实现进行对基准值的准确设定。当然，本发明还可以通过在传感器3上设置入光值显示区域35，用于显示所述发射器1、接收器2的信号输出值，可以直观观察到信号输入的大小数值。

为了实现数据对数据的导出，在时间记录器4和虚拟键盘5上分别设有与电脑终端通过数据线进行信号传输的输出端口7。虚拟键盘输入端在接收NPN信号后通过单片机电路板(独立供电)进行信号转化，将NPN信号转化为ASCII信号进行信号输出。

此外，在触发器设有多组成对设置的光栅发射器1和光栅接收器2，每组光栅发射器1和光栅接收器2对应连接一传感器3，各传感器3与时间记录器4和虚拟键盘5通过信号线连接。如图2所示，一个虚拟键盘与三个传感器通过信号线连接，当然不限于这三个传感器；目前在虚拟键盘5上所设置的一个单片机电路板上同时可以输出18个不同键盘信号，即虚拟键盘可以同时并联18个传感器，理论上虚拟键盘上任何按键都可以进行虚拟输出。输出信号在单片机电路板的输出端口7处进行输出，不需要另外安装相关系统驱动，直接可以使用USB打印线就可以和电脑终端进行连接，在测试时，可以根据所触发的传感器3，在电脑终端显示对应的键盘值。

虚拟键盘5通过采用单片机电路板把外部接收到的信号转化为免驱动的键盘信号，使得上位机软件开发人员很方便的进行调试。虚拟键盘5可直接采用USB供电，只需一根USB打印机线连接电脑即可。如果外设需要+12V供电只需跳阻即可实现供电转化。在虚拟键盘5的控制面板上可以接18路开关量输入，分别为INT0、INT1、IN1～IN16，其中IN1～IN16将开关量输入转换成键盘的a、b、c、…p输入，每一开关量输入分别对应连接一组发射器、接收器和传感器，并输出固定键盘值，当然，所呈现的键盘值可根据需要进行设置，INT0、INT1分别对应键盘ENTER键和空格键，具体键值可根据需要进行修改。

时间记录器4在接受到传感器3的NPN信号后，开始计时，直到第二个NPN信号进入时停止计时，并将第一个NPN信号的时间和次数相关信息分别传入时间记录器存储芯片，通过485USB串口线传入电脑终端的配套软件上。

图1中，在发射器1与接收器2之间形成可以容纳人体四肢部位通过的测试间隙8，可以根据具体情况增大或缩小其距离，发射器1上的发射点与接收器2上的接收点呈一一对应设置。

时间记录器4上还设有对触发器进行设置的记录器设置键42、对相关记录进行查询的向上查询记录键43和向下查询记录键44。时间记录器可以通过时间记录器设置键42进行系统设置，也可以通过向上查询记录键43和向下查询记录键44进行查询记录。

本发明中所采用的时间记录器为毫秒级别的时间记录器4，其可以通过信号与电脑实现通讯。输出资料主要是多个频道的不同时间记录，可以生成一个EXCEL，从EXCEL表格中可以看出不同刺激下被试的反应时。

光栅发射器1和光栅接收器2设定为具有抗磁化处理的发射器和接收器，不含任何金属铁等器件和外壳，可以直接在强磁环境下操作。

本发明解决了普通时间估计记录触发器依赖触碰、使用环境和功能单一的问题，避免了一般反应时必须通过触碰方式来完成时间估计记录的前提，为避免被测试者无需操作触碰后产生相关影响提供方便，并且采用灵敏度非常高的光纤传感器，仪器总体精度达到毫秒级别，光纤传感器精度达到微秒级别，时间记录器精度也达到毫秒级别。

本发明可以通过信号放大器鉴别不同反应触碰介质(透光性)和状态(遮光面积)的区分，达到了灵敏度较高、稳定性较强和延时较低的目的；在抗磁化方面，具备在强磁环境下进行操作的适应能力。同时本发明在加入虚拟键盘后，可以不需要安装系统驱动的情况下将简单的NPN信号转化为多种多样的键盘信号传输给电脑终端，可以结合各类电脑软件实现各项功能操作。比如心理学实验中常用的E-prime软件，就需要通过键盘信息对程序进行操作来测量各项行为指标，如果使用虚拟键盘可以替代传统的键盘使用，真正做到无触碰式记录各项行为反应操作。

本发明采用并排设置的光纤式光栅发射器1和光栅接收器2，当被试者遮挡部分光束时，光栅发射器1和光栅接收器2将分别产生两个电信号并通过导线将信号传递给光纤式传感器3上，光纤式传感器3通过开始设定的基准入光量值和实时的入光量值进行比较，当实时入光值低于基准值时，传感器3将会产生一个NPN信号进行输出，由传感器3输出端传递给时间记录器4和虚拟键盘5两部分。其中时间记录器4将通过毫秒级时间记录功能将每次光纤式传感器3NPN输入信号进行时间长短和记录次数记录，并予以显示，直到下一个NPN信号输入，最终由时间记录器4输出端通过485USB串口将生成数据的表格传输给电脑终端。另外并联的虚拟键盘5单片机电路板则是将每次光纤式传感器3NPN输入信号转化为键盘特有的ASCII信号进行信号输出，输出信号目前可以做到18个模拟键盘信号同时输出，可以模拟键盘上任意按键。最后输出信号通过单片机电路板的输出端口7将电脑终端用USB打印线连接上进行输出，可以配合电脑终端各类软件进行操作，无需增加新的系统驱动安装。

本发明使用时，光纤式的光栅发射器1和光栅接收器2之间通过多条光纤光束6，即使一根光束出现问题，其相邻的上下光束也可以感应到物体的遮挡，提高了传感器3的灵敏度。由于光栅为二维面状，增加了感应范围，还解决以往要求被试者需特定方向进行遮挡要求的障碍。本发明将时间记录器与虚拟键盘采用并联方式，避免了单片机电路板处理信号对后面电器设备造成的不利影响，在延时和同步性得到明显提升，把精确度提升到毫秒级别，操作简便。同时本发明还解决在强磁场环境条件下，无触碰式测量反应时间，反应频率，区别化反应等一系列问题。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，其特征在于，所述触发器包括传感器(3)、时间记录器(4)、虚拟键盘(5)以及多组成对设置的光栅发射器(1)和光栅接收器(2)，每组所述光栅发射器(1)和光栅接收器(2)对应连接一所述传感器(3)，各所述传感器(3)与所述的时间记录器(4)和虚拟键盘(5)通过信号线连接；每组所述光栅发射器(1)和光栅接收器(2)之间形成对射的面光束(6)，且所述光栅发射器(1)和光栅接收器(2)均为抗磁化发射器和抗磁化接收器；所述光栅发射器(1)的电信号和所述光栅接收器(2)的电信号分别经发射器输出线(11)和接收器输出线(21)与所述传感器(3)的信号输入端连接，所述传感器(3)的信号输出端分别与所述的时间记录器(4)和虚拟键盘(5)通过信号线连接，用于将所述传感器(3)的输出信号发送给所述时间记录器(4)和所述虚拟键盘(5)的单片机电路板，所述时间记录器(4)上设有显示区域(41)，用于显示并记录反应时的测试数值；所述传感器(3)输出NPN信号，所述虚拟键盘(5)的输入端接收所述传感器(3)所传输的NPN信号后，通过所述虚拟键盘(5)上的单片机电路板转化为ASCII信号进行信号输出；

所述的发射器(1)、接收器(2)和传感器(3)均为光纤类型，所述传感器(3)上设有基准显示区域(31)、信号输出灯(32)及用于调节信号输入基准值的基准设置键(33)和微调按钮(34)；当所述的发射器(1)和接收器(2)的输出信号值小于所述基准显示区域(31)所显示的基准值时，所述信号输出灯(32)亮起，所述发射器(1)和接收器(2)的信号输出至所述传感器(3)。

2.根据权利要求1所述的抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，其特征在于，所述时间记录器(4)的显示区域(41)包括时间长短显示区域(411)和时间记录次数显示区域(412)。

3.根据权利要求2所述的抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，其特征在于，所述传感器(3)上还设有入光值显示区域(35)，用于显示所述发射器(1)、接收器(2)的信号输出值。

4.根据权利要求3所述的抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，其特征在于，所述时间记录器(4)和虚拟键盘(5)上分别设有与电脑终端通过数据线进行信号传输的输出端口(7)。

5.根据权利要求1-4任一所述的抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，其特征在于，所述发射器(1)与所述接收器(2)之间形成可以容纳人体四肢部位通过的测试间隙(8)，所述发射器(1)上的发射点与所述接收器(2)上的接收点呈一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，其特征在于，所述时间记录器(4)上还设有对触发器进行设置的记录器设置键(42)、对相关记录进行查询的向上查询记录键(43)和向下查询记录键(44)。

7.根据权利要求1所述的抗磁化无触碰式时间估计记录触发器，其特征在于，所述传感器(3)精度为微秒级，所述时间记录器(4)精度为毫秒级。

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