DE2147564C3 - Ergometer - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Ergometer, bei dem dabei Herzfrequenzen auf, weiche den Kreislauf des

die vom Probanden aufzubringende Arbeit in Abhängig- Probanden, insbesondere des kreislaufschwachen Prokeit von einem vorgewählten Herzfrequenzwert auf banden, unnötig stark, in Extremfällen sogar in

einen diesem Frequenzwert entsprechenden Wert gesundheits- oder lebensbedrohender Weise, belasten

eingeregelt wird, wobei die Regelung mittels eines in 5 können. Ein Ergometer der eingangs genannten Art, wie

einem Regelsignalbildner aus dem vorgewählten Herz- es beispielsweise aus der US-PS 35 18 985 vorbekannt

frequenzwert, dem jeweiligen Istwert der Probanden- ist, verringert diesen Nachteil nun in schon recht gutem

Herzfrequenz sowie der zeitlichen Änderung dieses Maße dadurch, daß die Stärke des Regelsignals nicht nur

Istwertes gewonnenen Regelsignals erfolgt. lediglich durch die Sollwert-Istwert-Abweichung, son-

Ergometer dienen insbesondere zur physischen io dem auch noch zusätzlich durch die sich jeweils

Rehabilitierung oder zur Bestimmung der physiologi- ergebende zeitliche Änderung des Istwertes beeinflußt

sehen Leistungsfähigkeit eines Probanden. Ein häufig wird. Ist der Einfluß der Istwertänderung auf die

verwendetes Ergometer ist hierbei das Ergometerfahr- Signalstärke dabei so, daß das Signal in Abhängigkeit

rad, bei dem der Proband durch Treten der Pedale von der Größe der Istwertänderung jeweils mehr oder

Arbeit verrichtet. Die Größe der vom Probanden 15 weniger stark geschwächt wird (starke Abschwächung aufzubringenden Arbeit kann dabei durch mehr oder bei sehr raschem Anstieg der Herzfrequenz, geringere

weniger starkes Abbremsen der angetriebenen Teile Abschwächung bei weniger raschem Anstieg der

beliebig eingestellt werden. Bei einer speziellen Art von Herzfrequenz), so kann erreicht werden, daß sich der

Ergometerfahrrädern ist die aufzubringen ie Arbeit von Istwertverlauf der Probanden-Herzfrequenz schon der Tretfrequenz des Probanden unabhängig, d. h. diese 20 recht gut asymptotischem Verhalten nähert Allerdings

Fahrräder sind so eingerichtet, daß mit zunehmender läßt dieses Regelverfahren jedoch unberücksichtigt, daß

Tretfrequenz die Bremswirkung verringert bzw. bei das Herz ähnlich anderen Motoren mit zunehmender

abnehmender Tretfrequenz die Bremswirkung erhöht Belastung weniger beschleunigt, d. h., daß mit zuneh-

wird. Der Proband kann somit mit einer vorgewählten, mender Herzfrequenz eine weitere Steigerung der

konstanten Arbeit belastet werden und es kann anhand 25 Herzfrequenz in einem bestimmten Zeitabschnitt

der dabei auftretenden Probanden-Herzfrequenz des- geringer wird. Hierdurch ergeben sich dann also

sen physiologische Leistungsfähigkeit gemessen wer- insbesondei e bei zunehmender Herzfrequenz Regelfeh-

den. Bei Ergometern der eingangs genannten Art wird ler, die auch weiterhin zu Abweichungen vom

hingegen kein konstanter Arbeitswert eingestellt; es erwünschten, rein asymptotischen Istwertverlauf füh-

wird vielmehr die Arbeit gemessen, die der Proband bei 30 ren.

einem bestimmten vorgewählten Herzfrequenzwert Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Ergometer

aufzubringen imstande ist. Der Einsatz solcher Ergome- der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil-

ter bringt erhebliche Vorteile. Beispielsweise ist es bei ■ den, daß auch ein aus mangelnder Herzbeschleunigung

j der Rehabilitierung nach einem Herzinfarkt von resultierender Regelfehler nicht mehr auftreten

|j entscheidender Bedeutung, daß das Herz des Proban- 35 kann.

l| den einer exakt vorbestimmten Belastung ausgesetzt Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

i'i werden kann, d. h., daß das Herz mit einem bestimmten daß der Regelsignalbildner zur Ermittlung des Regelsi-

'- vorgewählten Frequenzwert arbeitet, wobei dieser gnals Sr nach der Gleichung
■ Wert aus Gründen der Probandensicherheit (Überbela-

stung) nicht überschritten oder aus Gründen eines ₄₀

ξ optimalen Rehabilitierungseffektes nicht unterschritten ^ _ ( /· _ y\ . χ _ J -A-B

f werden darf. Das Ergometer kann ohne zusätzliche ^{R e} di
j ärztliche Überwachung betrieben werden, weil es von
k sich aus gewährleistet, daß der Proband selbst bei

extrem niedriger physiologischer Leistungsfähigkeit .. ausgebildet ist, wobei 4 den vorgewählten Herzfre-

niemals gesundheitsgefährdend überlastet wird; es quenzwert, f den jeweiligen Istwert der Probanden-

jv eignet sich daher besonders gut zum Einsatz bei Herzfrequenz, df/dt die zeitliche Änderung dieses

j-; Massenuntersudiungen. Das Ergometerfahrrad kann Istwertes sowie K und A Konstanten darstellen und B₁

\ außerdem auch bei arbeitsphysiologischen Untersu- ein in Abhängigkeit von der Herzfrequenz /und der

i" chungen zum Bestimmen der bei einer beliebig ₅₀ Polarität der Herzfrequenzänderung aflat veränderba-

[> gearteten Tätigkeit aufgebrachten körperlichen Arbeit rer Proportionalitätsfaktor ist, der bei positiver

Γ verwendet werden. Zu diesem Zweck muß lediglich die Polarität der Herzfrequenzänderung (d//dr > 0) zu

beim Verrichten der genannten Tätigkeit auftretende höheren Herzfrequenzen hin zunimmt, bei negativer

Herzfrequenz des Probanden gemessen und anhand Polarität (d//di < 0) jedoch für alle Frequenzen

dieser Frequenz am Ergometer die erbrachte Arbeit ₅₅ konstant bleibt.

rekonstruiert werden. Die Einregelung der aufzubrin- Die Wahl eines solchen variablen Faktors Beträgt nun

( genden Arbeit auf den dem vorgewählten Herzfre- dem Umstand voll Rechnung, daß das Herz ähnlich

,. quenzwert entsprechenden Wert kann nun im Prinzip anderen Motoren mit zunehmender Belastung weniger

j schon mittels eines lediglich von der Soliwert-Istwert- beschleunigt, d. h., daß mit zunehmender Herzfrequenz

L Abweichung der Probanden-Herzfrequenz abhängigen _6o eine weitere Steigerung der Herzfrequenz in einem

! Regelsignals erfolgen. Die ^r> . ^:s hat jedoch gezeigt, bestimmten Zeitabschnitt geringer wird. Sein Korrek-

j. daß bei einem solchen, aul der reinen Sollwert-Istwert- turverhalten im Regelsignal vermeidet Regelfehler

Abweichung basierenden Regelverfahren sich der obenstehend beschriebener Art.

Istwert der Herzfrequenz nicht - wie eigentlich Per Faktor Br kann kontinuierlich geändert werden.

erwünscht — asymptotisch <tem vorgewählten Sollwert _6j Es reicht aber auch schon aus, wenn der Faktor Br

annähen, sondern daß er sieP unter mehrfachem Über- innerhalb bestimmter Frequenzbereiche einen konstan-

und Unterschreiten des Sollwertes auf diesen ein- ten Wert aufweist. Ausreichend gute Ergebnisse

% schwingt. Beim Überschreiten des Sollwertes treten ergeben sich, wenn der Faktor B_r in Abhängigkeit von

-Ia. ils«I .„,χ.

der Herzfrequenz /und vom Vorzeichen der Herzfrequenzänderung d//d t wie folgt bewertet wird:

a) d//df>0

Bf= 1 bei /< 110 Schläge/min
5/·= 2 bei /= 110 bis 130 Schläge/min
Bf= 3 bei /= 130 bis 150 Schläge/min
Bf= 4 bei / = 150 bis 170 Schläge/min
ß/-= 5 bei /> 170 Schläge/min

b) d//df < 0

Bf = 1 für alle Herzfrequenzwerte.

Ein besonders günstiges asymptotisches Verhalten der Herzfrequenz ergibt sich, wenn das Regelsignal (Sr) bereits bei einer Sollwert-Istwert-Abweichung (f_e - f) von 10 Schlägen/min zu Null wird. Dazu hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Konstanten K und A (bei entsprechender Wahl von Br) des Abweich- bzw. Frequenzänderungssignals so zu bewerten, daß die Nullstellung des Regelsignals in dem Augenblick erreicht ist, wenn

a) df/dt = + 90 Schläge/min²

bei/< UO Schläge/min
d//di = + 45 Schläge/min*

bei / = 110 bis 130 Schläge/min
df/dt = + 30 Schläge/min²

bei / = 130 bis 150 Schläge/min
df/dt = +22,5 Schläge/min²

bei / = 150 bis 170 Schläge/min
df/dt= + 18 Schläge/min²

bei / > 170 Schläge/min

sowie dem konstanten Faktor A und aus einer zweiten Differenzstufe 19 für die Bildung der Differenz

S_R=(f_e-f)- K-dfldt-A' Bf.

b) d//dr = - 90
quenzwerte.

Schläge/min² für alle Herzfre-

Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand einer Zeichnung (Fig. 1 bis 3), welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, im folgenden näher erläutert.

Das Prinzipschaltbild nach Fig. 1 zeigt einen Probanden 1, der die Pedale 2 eines Ergometerfahrrades 3 tritt. Die Tretbewegung des Probanden 1 kann mittels einer an der Transmissionskette 4 des Rades 3 angreifenden Bremse 5 mehr oder weniger stark abgebremst werden. Die Einstellung der gewünschten Bremskraft geschieht dabei anhand einer Bremskrafteinstellvorrichtung 6.

Am Probandenkörper ist eine EKG-Elektrode 7 angebracht für die Abnahme der Probanden-Herzsignale. Die Signale werden einem Herzfrequenzverstärker 8 zugeführt, der an seinem Ausgang ein dem jeweiligen Istwert der Herzfrequenz /entsprechendes elektrisches Signal erzeugt.

Die Ausgangssignale des Herzfrequenzverstärkers 8 werden über die Leitung 9 unmittelbar und über die Leitung 10 über eine Differenzierstufe 11 einem Regelsignalberechner 12 zugeführt Über eine weitere Leitung 13 ist am Regelsignalberechner 12 ferner ein Frequenzgeber 14 für die Sollfrequenz /_c angeschlossen.

Der Regelsignalberechner 12 besteht im wesentlichen aus einer ersten Differenzstufe 15 für die Bildung eines der Sollwert-Istwert-Abweichung (f_e—f) entsprechenden Signals mit nachgeschaltetem Multiplizierglied 16 für die Multiplikation des Signals mit dem konstanten Faktor K, aus je einem Multiplizierglied 17 und 18 für die Multiplikation des Ausgangssignals der Differenzierstufe 11 mit dem frequenzabhängigen Faktor Bi Der Faktor Br kann von Hand oder über die gestrichelt gezeichnete Steuerleitung 20 automatisch in Abhängigkeit von der Frequenz / auf die eingangs bereits beschriebenen Werte eingestellt werden.

Das Ausgangssignal SR (Regelsignal) des Regelsignalberechners 12 wird einer Motorservoeinheit 21 zugeführt, welche über eine Belastungseinheit 22 die Bremskrafteinstellvorrichtung 6 in Abhängigkeit von

'5 der jeweils vorliegenden Signalstärke steuert. An der Motorservoeinheit 21 ist ferner ein Belastungsintegrator 23 angeschaltet zur Berechnung der während einer vorbestimmten Zeitdauer vom Probanden 1 aufgebrachten Arbeit.

Das Bauelement 24 stellt ein Frequenzanzeigegerät für die Anzeige des Istwertes der Herzfrequenz dar.

Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel arbeitet in der Weise, daß jede gefährlich rasche Herzfrequenzsteigerung des Probanden aufgrund der dadurci bewirkten sofortigen Abschwächung des Regelsignal unmittelbar durch eine entsprechende Minderung odei Fixierung der Bremskraft der Bremse 5 an der Transmissionskette 4 abgefangen wird. Das Herz des Probanden wird daher niemals, auch nicht nur

3" kurzzeitig, übermäßig belastet, sondern seine Frequenz nähen sich asymptotisch der gewünschten Sollfrequenz. Soll die Einregelzeitdauer bei beibehaltener asymptotischer Annäherung des Istwertes an den Sollwert auf ein Minimum gebracht werden, so kann dies zweckmäßig dadurch geschehen, daß der ersten Ableitung der Herzfrequenz zusätzlich die zweite Ableitung entgegengeschaltet wird.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Schaltschema des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 1 dargestellt. Der F i g. 1 entsprechende Baueinheiten sind dabei mit denselben Bezugsziffern versehen.

Gemäß F i g. 2 werden die Ausgangssignale des Herzfrequenzverstärkers 8 der Differenzierstufe 11 (RC-CWed) über einen als Impedanzwandler arbeitenden Operationsverstärker 25 zugeführt. Das differenzierte Signal (d//di) wird in einem weiteren Operationsverstärker 26 verstärkt. Jeder der Operationsverstärker 25 und 26 weist einen /?C-Kreis 27 bzw. 28 für die Glättung des jeweiligen Ausgangssignals auf.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 25 ist über Spannungsteiler 29 bis 32 (ohmsche Widerstände) mit den Steuereingängen von Operationsverstärkern 33 bis 36 im Regelsignalberechner 12 verbunden. Die Spannungsteiler 29 bis 32 sind dabei so eingestellt, daß bei Herzfrequenzen /< 110 Schläge/min alle Operationsverstärker 33 bis 36 negatives Ausgangspotential aufweisen, jedoch ab 110 Schläge/min der Operationsverstärker 33, ab 130 Schläge/min der Operationsverstärker 34, ab 150 Schläge/min der Operationsverstärker 35 und ab 170 Schläge/min der Operationsverstärker 36 auf positives Ausgangspotential umgeschaltet wird. Jede Umschaltung eines Operationsverstärkers 33 bis 36 auf positives Ausgangspotential bewirkt, daß über eine nachgeschaltete Diode 37 bis 40 ein zugehöriger Feldeffekttransistor 41 bis 44 angesteuert wird.

Die Steuereingänge der Transistoren 41 bis 44 sind über weitere Dioden 45 bis 48 mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers 49 verbunden. Dieser Opera-

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tionsverstärker erfaßt die jeweils vorliegende Polarität der Herzfrequenzänderung. Bei negativer Polarität der Herzfrequenzänderung (d//di < 0) erzeugt er ein negatives Ausgangssignal, welches über die Dioden 45 bis 48 eine Ansteuerung der Transistoren 41 bis 44 durch die Operationsverstärker 33 bis 36 verhindert. Bei positiver Polarität der Herzfrequenzänderung (df/ df > 0) hingegen bewirkt die nunmehr positive Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 49 eine Freigabe der Transistoren 41 bis 44 für eine Ansteuerung durch die Operationsverstärker 33 bis 36.

Jede Ansteuerung eines Transistors 41 bis 44 durch einen Operationsverstärker 33 bis 36 bewirkt, daß der entsprechende Transistor in den leitenden Zustand versetzt wird. Dies wiederum bewirkt die Parallelschaltung eines mit dem jeweiligen Transistor 41 bis 44 in Serie geschalteten ohmschen Widerstandes 50 bis 53 zu einem am Ausgang des Operationsverstärkers 26 angeschalteten ohmschen Widerstand 54. Die ohmschen Widerstände 50 bis 54 sind in ihren Werten gleich groß gewählt, so daß sich im Punkt 55 eine Verstärkung des Signals (d/7df) im Verhältnis 1:2:3:4:5 für die einzelnen Herzfrequenzbereiche: < 110,110 bis 130,130 bis 150,150 bis 170, > 170 Schläge/min ergibt.

Das im Punkt 55 erzeugte Frequenzänderungssignal wird einem Operationsverstärker 56 zugeführt. Dem Operationsverstärker 56 sind ferner zugeführt im Punkt 57 das Istwert-Signal des Herzfrequenzverstärkers 8 über einen ohmschen Widerstand 58 sowie im Punkt 59 das Sollwert-Signal des Sollwertgebers 14 (Einstellung des Sollwertes über Widerstandspotentiometer 60). Das Frequenzänderungssignal sowie das Istwert-Signal sind dabei gegensinnig zum Sollwert-Signal. Am Ausgang des Operationsverstärkers 56 ergibt sich somit das gewünschte Regelsignal Sr.

Gemäß F i g. 3 wird das Regelsignal Sr dem Eingang eines Operationsverstärkers 61 in der Motorservoeinheit 21 zugeführt. In der Motorservoeinheit ist ein wechselweise als Motor oder Generator arbeitender Motor-Generator 62 vorgesehen. Arbeitet der Motor-Generator 62 als Generator, so wird seine Geschwindigkeit abgetastet und ein dieser Geschwindigkeit entsprechendes Signal erzeugt Dieses Signal wird als Gegenkoppelsignal dem als Integrator geschalteten Operationsverstärker 61 zugeführt

Mittels eines Multivibrators 63, der in herkömmlicher Weise aus Transistoren 64, 65 sowie ohmschen Widerständen, Dioden und Kondensatoren besteht, wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 61 zerhackt. Der Multivibrator 63 weist dabei ausgangsseitig je einen Feldeffekttransistor 66 sowie 67 auf, von denen der eine immer gesperrt ist, wenn der andere sich im leitenden Zustand befindet. Ist der Transistor 66 leitend, so wird dem Motor-Generator 62 über die Transistoren 68 und 69 Strom für den Motorbetrieb zugeführt. Ist der Transistor 67 leitend, so wird die

ίο Spannung am Motor-Generator 62 abgetastet, d. h., der Motor-Generator 62 arbeitet dann als Generator. Eine Gruppe 70 von Zenerdioden dient zur Geschwindigkeitsbegrenzung des Motor-Generators 62.
Der Motor-Generator 62 treibt mechanisch das Eingangspotentiometer 71 der Belastungseinheit 22. Die Belastungseinheit 22 arbeitet als Impedanzwandler und dient zur Anpassung eines, als regulierbare Bremse 5 wirkenden Gleichstromgenerators 72, dessen abgegebene Leistung bis auf 400 Watt steigen kann, an das Potentiometer 71. Sie besteht aus einem Differentialverstärker, der den Strom des Generators 72 so regelt, daß dieser Strom der Einstellung des Potentiometers 71 proportional ist. Der Generator 72 ist von der Tretbewegung des Probanden 1 konstantspannungsgeregelt und gibt beispielsweise eine Spannung von 85 V ab.

Der Motor-Generator 62 treibt ferner ein mit dem Potentiometer 71 mechanisch gekoppeltes zweites Potentiometer 73 im Belastungsintegrator 23. Das Potentiometer 73 liegt am Eingang eines Operationsverstärkers 74 mit einem Integrierkondensator 75. Dem Eingang des Operationsverstärkers 74 wird somit über das Potentiometer 73 ein der Belastung des Probanden proportionaler Strom zugeführt.

Dem Verstärker 74 ist ein weiterer Operationsverstärker 76 nachgeschaltet, der bei einem vorbestimmten, aufgrund der Integration erzeugten Ausgangsspannungswert des Verstärkers 74 einen Ausgangsimpuls liefert. Der Ausgangsimpuls startet einen Multivibrator 77, der über einen Feldeffekttransistor 78 den Integrierkondensator 75 entlädt und somit für eine weitere Integration freigibt. Jeder vom Operationsverstärker 76 erzeugte Ausgangsimpuls wird ferner über einen Transistorverstärker 79 auf ein Zählrelais 80 gegeben, welches die Impulse aufzählt und dessen Stellung am Ende der Meßzeit unmittelbar ein Maß für die vom Probanden verrichtete Arbeit darstellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Ergometer, bei dem die vom Probanden aufzubringende Arbeit in Abhängigkeit von einem vorgewählten Herzfrequenzwert auf einen diesem Frequenzwert entsprechenden Wert eingeregelt wird, wobei die Regelung mittels eines in einem Regelsignalbildner aus dem vorgewählten Herzfrequenzwert, dem jeweiligen Istwert der Probanden-Herzfrequenz sowie der zeitlichen Änderung dieses Istwertes gewonnenen Regelsignals erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelsignalbildner (12) zur Ermittlung des Regelsignals (Sr) nach der Gleichung

■ A' Br

ausgebildet ist, wobei f_e den vorgewählten Herzfrequenzwert, /den jeweiligen Istwert der Probanden-Herzfrequenz, df/dt die zeitliche Änderung dieses Istwertes sowie K und A Konstanten darstellen und Br ein in Abhängigkeit von der Herzfrequenz /und der Polarität der Herzfrequenzänderung df/dt veränderbarer Proportionalitätsfaktor ist, der bei positiver Polarität der Herzfiequenzänderung (df/ dt > 0) zu höheren Herzfrequenzen hin zunimmt, bei negativer Polarität (d//di < 0) jedoch für alle Frequenzen konstant bleibt.

2. Ergometer nach Anspruch 1, dadurch gekenn- :o zeichnet, daß der Faktor (Br) in Abhängigkeit von der Herzfrequenz (f) und von der Polarität der Herzfrequenzänderung (d//di) wie folgt bewertet ist:

a) d//di>0 Bi= \ bei f< 110 Schläge/min

B₁= 2 bei /= 110 bis 130 Schläge/min

Br= 3 bei /= 130 bis 150 Schläge/min

B₁=A bei / = 150 bis 170 Schläge/min

Br= 5 bei f> 170 Schläge/min

b) df/dt < 0

Br = 1 für alle Herzfrequenzwerte.

3. Ergometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstanten (K, A)so bewertet sind, daß das Frequenzänderungssignal (d//di -A-B₁) in seiner Stärke einem Abweichsignal (f₀ — f) ■ K von 10 Schlägen/min entspricht, wenn

a) df/dt = + 90 Schläge/min²

bei /< 110 Schläge/min
d//df = + 45 Schläge/min²

bei/= 110 bis 130 Schläge/min
d//df = + 30 Schläge/min²

bei / = 130 bis 150 Schläge/min
d//di = + 22,5 Schläge/min²

bei /= 150 bis 170 Schläge/min
dfdt = + 18 Schläge/min²

bei/> 170 Schläge/min

b) df/dt 90

quenzwerte.

Schläge/min² für alle Herzfre-

4. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zum Erfassen des Herzfrequenz-Istwertes (Q ein am Probanden über Elektroden od. dgl. angeschlossener Herzfrequenzmesser und zum Erfassen der Herzfrequenzänderung eine dem Herzfrequenzmesser nachgeschaltete Differenzierstufe vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen sinngerechten Beaufschlagung des Regelsignals (SjO mit dem Faktor (Br) der Regelsignalbildner (12) umfaßt

a) eine dem Herzfrequenzmesser (8) zugeordnete Signalerzeugungseinrichtung (29 bis 36), die in Abhängigkeit von unterschiedlichen Frequenzwerten des Herzfrequenzmessers unterschiedliche Ausgangssignale erzeugt,

b) eine der Differenzierstufe (11) zugeordnete Polaritätserkennungseinrichtung (45 bis 49), die in Abhängigkeit von der Polarität einer Herzfrequenzänderung (d//di) ein der Polarität entsprechendes Ausgangssignal erzeugt sowie

c) eine von den Ausgangssignalen der Signalerzeugereiririchtung (29 bis 36) und der Polaritätserkennungseinrichtung (45 bis 49) beaufschlagte Verstärkungseinrichtung (26; 50 bis 54) für das Ausgangssignal (d//dr) der Differenzierstufe (11), deren Verstärkungsgrad durch die Ausgangssignale der Signalerkennungseinrichtung (29 bis 36) lediglich dann zu höheren Werten (Br) steuerbar ist, wenn die Polaritätserkennungseinrichtung gleichzeitig ein eine positive Herzfrequenzänderung (d//di > 0) anzeigendes Ausgangssignal erzeugt.

5. Ergometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung (29 bis 36) eine Parallelkette von Signalerzeugern umfaßt, von denen jeder auf einen bestimmten, ihm entsprechend zugeordneten Herzfrequenzwert (f) abgestimmt ist und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Istwert der Herzfrequenz diesen Frequenzwert überschreitet.

6. Ergometer nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Signalerzeuger (29 bis 36) vorgesehen sind, von denen bei Herzfrequenzen (f)&b 110 Schläge/min der erste (29, 33), ab 130 Schläge/min der zweite (30, 34), ab 150 Schläge/min der dritte (31, 35) sowie ab 170 Schläge/min der vierte (32, 36) Signalerzeuger ein Ausgangssignal erzeugt.

7. Ergometer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinrichtung (26; 50 bis 54) für das differenzierte Herzfrequenzsignal (d//di) einen Operationsverstärker (26) mit einem Ausgangswiderstand (54) zur Vorgabe eines Anfangsverstärkungsgrades (Br= 1) umfaßt, an welchem Ausgangswiderstand (54) zum Zwecke der Verstärkungsgradanhebung mit ansteigender Herzfrequenz (f) durch die Ausgangssignale der Signalerzeugungseinrichtung (29 bis 36) weitere Widerstände (50 bis 53) parallel anschaltbar sind.

8. Ergometer nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (54 bis 53) in ihren Widerstandswerten so gewählt und durch die Ausgangssignalc der Signalerzeuger (29 bis 36) in der Weise geschaltet sind, daß sich für die Herzfrequenzbereiche /< 110, /= 110 bis 130, 130 bis 150, 150 bis 170 sowie /> 170 Schläge/min eine Verstärkung für das differenzierte Signal (d//df) im Verhältnis B₁ = 1 : 2 :3 :4 :5 ergibt.