DE2756603A1

DE2756603A1 - Wrist worn pulse rate measuring instrument - has plug in electromechanical or electroacoustic converter inside strap connected to computer circuit

Info

Publication number: DE2756603A1
Application number: DE19772756603
Authority: DE
Inventors: Hans Kern
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1979-06-21

Abstract

The pulse rate measuring instrument worn on the wrist in the manner of a wristwatch, has an electromechanical converter (6) which plugs into the interior surface of the strap (3). The dial (4) gives a numerical read out and has a switch (5) underneath the numerical display window (2). The control circuit has a normal frequency generator connected to a frequency divider connected to the switch. In parallel with the divider and the switch contact is a flip flop and a counting unit. Between them is a gate switch connected to the electromechanical or electroacoustic converter (6).

Description

Tragbares Pulsschlagmeßgerät Portable heart rate monitor

Die Erfindung bezieht sich auf ein tragbares Pulsschlagmeßgerät, insbesondere für Sportler.The invention relates to a portable pulse rate measuring device, in particular for athletes.

Es ist für Sportler, aber auch für Gelegenheitssport treibende Menschen, insbesondere solche, denen körperliche Betätigung aus medizinischen Gründen verordnet ist, wichtig, die Pulsfrequenz zu messen. Oft besteht hierbei der Wunsch nach einer mehr oder minder kontinuierlichen Überwachung der Pulsfrequenz Diese ist bei sportlicher Betätigung nur an stationären Geräten, etwa an Heimtrainern, lleimfahrrädern, Laufbändern u.dgl., in Verbindung mit ortsfesten Meßanlagen möglich.It is for athletes, but also for people who do casual sports, especially those for whom physical activity is prescribed for medical reasons is important to measure your heart rate. Often there is a desire for one more or less continuous monitoring of the pulse rate This is more or less sporty Can only be used on stationary devices, such as exercise bikes, glue bicycles, treadmills and the like. Possible in connection with stationary measuring systems.

Für die meisten Fälle ist dieser Aufwand unverhältnismäßig hocll.In most cases this effort is disproportionately high.

Eine kontinuierliche Pulsfrequenzmessung bei sportliciier Betätigung in freier Landschaft, etwa beim Laufen oder Rudern, war ohne unverhältnismäßigen Aufwand (Stetoskopmikrophon in Verbindung mit drahtloser Nachrichtenübertragung) praktisch nicht möglich. Die Pulsfrequenzkontrolle mußte daher auf die übliciie Bestimmung der Pulsfrequenz durch Auszählen der Pulsschläge pro Minute oder Halbminute bei Unterbrechung der sportlichen Betätigung beschränkt bleiben.A continuous pulse rate measurement during sporty activity in the open countryside, such as when running or rowing, was not disproportionate Effort (Stetoscope microphone in connection with wireless communication) practically impossible. The pulse rate control therefore had to be based on the usual Determination of the pulse rate by counting the number of pulses per minute or half minute remain limited in the event of interruption of sporting activity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein billiges, direkt anzeigendes tragbares Pulsfrequenzmeßgerät anzugeben.The invention is based on the object of an inexpensive, direct display specify portable heart rate monitor.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the invention specified in claim 1 solved. Further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Armbanduhren mit elektronischem Gangwerk und digitaler Anzeigeeinrichtung werden inzwischen zu Preisen angeboten, die denen mit üblichen mechanischen Federwerken ausgerüsteten Armbandujiren vergleichbar sind. Solche elektronischen Gangwerke enthalten einen Normalfrequenzgenerator relativ hoher Schwingfrequenz die mit hilfe elektronischer Teiler auf die Sekunden-, Minuten-und Studenfrequenzen herabgesetzt werden. In vorteilhafter Weise kann dieser Normalfrequenzgenerator als Taktgeber für einen Zählkreis benutzt werden, dessen Zählzeit von Impulsen bestimmt wird, die von dem Pulsschlag des Uhrenträgers abgeleitet sind. Es genügt im Grenzfall das Intervall zwisclie zwei Pulsschlägen, um die Pulsfrequenz zu bestimmen, indem der eine Pulsschlag den Zählvorgang startet und der nachfolgende Pulsschlag den Zählvorgang beendet. In Verbindung mit einer in dem Uhrgehäuse angeordneten einfachen elektronischen Recheneinri clltung kann hieraus die Pulsfrequenz ausgerechnet und der Anzeigeeinrichtung zur Anzeige zugeleitet werden. Es ist aber ebenso möglich, die Zählzeit durch den Normalfrequenzgenerator festzulegen, entweder direkt durch die Minutenimpulse, und die zwischen zwei Minutenimpulsen gezählten Pulsschlagimpulse zu registrieren. In einem solchen Jall kann auf einen elektronischen Rechner verzichtet werden, freilich mit der Einschränkung, daß Meßergebnisse dann nur in Minutenintervallen zur Verfügung stehen.Wristwatches with electronic movement and digital display device are now offered at prices similar to those with conventional mechanical spring mechanisms armed armband jirs are comparable. Such electronic Movements contain a normal frequency generator with a relatively high oscillation frequency with the help of electronic dividers for the second, minute and hour frequencies be reduced. This standard frequency generator can advantageously can be used as a clock generator for a counting circuit whose counting time is determined by pulses derived from the heartbeat of the watch wearer. It is sufficient in the borderline case the interval between two heartbeats to determine the pulse rate by one pulse beat starts the counting process and the next pulse beat starts the counting process Counting process ended. In connection with a simple one arranged in the watch case Electronic computing unit can calculate the pulse frequency from this and are fed to the display device for display. But it is also possible determine the counting time by the normal frequency generator, either directly by the minute pulses, and the pulse beat pulses counted between two minute pulses to register. There is no need for an electronic calculator in such a Jall with the restriction that measurement results are then only available in minute intervals be available.

In beiden Fällen wird vorteilhaft die für die Uhr ohnehin vorhandene digitale Anzeigeeinrichtung als Anzeigeinstrument für die Pulsfrequenz benutzt. Mit Hilfe des elektrischen Umschalters wird die Funktion des Gerätes von Zeitmeßbetrieb (Ullr) auf Pulsmeßbetrieb umgeschaltet.In both cases, the one that is already available for the watch is advantageous digital display device used as a display instrument for the pulse frequency. With the help of the electrical switch, the function of the device is switched to timing mode (Ullr) switched to pulse measurement mode.

Die Uhr kann dabei eine übliche Armbanduhr sein, die Erfindung ist jedoch auch in Verbindung mit einer reinen Stoppuhr oder mit einer mit einer Stoppuhr ausgerüsteten Armbanduhr realisierbar.The clock can be a conventional wristwatch, which is the invention but also in connection with a pure stopwatch or with one with a stopwatch equipped wristwatch realizable.

Der Wandler, der die Pulsschläge des Trägers aufnimmt, kann sich am Uhrgehäuse oder an der Innenseite des Armbandes befinden.The transducer that picks up the wearer's pulse can be located on the Watch case or on the inside of the bracelet.

Das Gerät ist dann am Handgelenk so zu befestigen, daß sich der Wandler an der Schlagader an der Innenseite des handgelenks befindet. Die Verwendung eines elastischen Armbandes, gegebeilenfalls auch von Adhäsivstoffen zur Fixierung des Gerätes an seinem vorgegebenen Platz ist empfehlenswert. Der Wandler kann aber auch an einer anderen Stelle des Körpers angebracht sein, etwa in der llerzgegend, und durch elektrische Leitungen mit der am handgelenk befindlichen Uhr verbunden sein, die dann freilich mit entsprechenden Steckvorrichtungen ausgerüstet sein muss Es ist günstig, wenn die Anzeige der Pulsfrequenz für einen gewissen vorgegebenen Zeitraum aufrechterhalten bleibt, bevor eine neue Anzeige erscheint, um den Betrachter nicht durch eine überschnell ablaufende Zahlenfolge zu verwirren. Zu diesem Zweck kann das Gerät mit einer entsprechenden, die Anzeige gegen Löschung oder Überschreibung sperrende Einrichtung versehen sein, die vorzugsweise einen Impulszähler enthält, der Impulse entweder von dem Wandler oder von dem Teiler der Uiir erhält.The device is then to be attached to the wrist so that the transducer Located on the artery on the inside of the wrist. Using a elastic bracelet, possibly also of adhesive materials to fix the We recommend the device in its specified location. But the converter can also be attached to another part of the body, such as in the core area, and be connected to the watch on the wrist by electrical cables, which then of course must be equipped with the appropriate plug-in devices is favorable if the display of the pulse frequency for a certain predetermined period of time is maintained before a new ad appears, not to the viewer confused by a rapid sequence of numbers. To this end can the device with a corresponding, the display against deletion or overwriting locking device, which preferably contains a pulse counter, which receives impulses either from the transducer or from the divider of the Uiir.

in den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Man erkennt in Fig. 1 im wesentlichen eine Armbanduhr 1 mit digitaler Anzeigeeinrichtung 2 und Arlllband 3. An dem Uhrgehäuse 4 ist ein elektrischer Schalter 5 befestigt, mit dessen ililfe die Funktion des Gerätes in der zuvor beschriebenen Weise umgeschaltet werden kann. Ein Druckwandler 6 befindet sich auf der Innenseite des Armbandes 3 etwa an derjenigen Stelle, di« dem Uhrgehäuse 4 beim Tragen diametral gegenüberliegt, so daß er beim Tragen der Uhr in der üblichen Weise an einer Schlagader zu liegen kommt. Im Armband 3 sind hier nicht zu erkennende elektrische Verbindungsleitungen angeordnet, die den Druckwandler 6 mit der elektronischen Zähleinrichtung im Ulirgehäuse 4 verbinden.in the drawings are exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown. One recognizes in Fig. 1 essentially a wrist watch 1 with digital Display device 2 and Arlllband 3. On the watch case 4 is an electrical switch 5 attached, with the help of which the function of the device in the previously described Way can be switched. A pressure transducer 6 is located on the inside of the bracelet 3 approximately at the point that is diametrically opposed to the watch case 4 when worn opposite, so that he is wearing the watch in the usual way on an artery comes to rest. In the bracelet 3 there are electrical connecting lines that cannot be seen here arranged that the pressure transducer 6 with the electronic counter in the Ulir housing 4 connect.

Die figuren 2 und 3 zeigen verschiedene Prinzipschaltbilder des erfindungsgemäßen Geräts. Das eigentliche Uhrwerk besteht in üblicher Weise aus einem Normalfrequenzgenerator 7 relativer hoher Schwingfrequenz, einem diesem nachgeschalteten Frequenzteiler 8 und der diesem nachgeschalteten digitalen Anzeigeeinrichtung 2, die beispielsweise aus Leuchtdioden oder Flüssigkristallelementen bestehen kann. Zwischen dem Teiler 8 und der Anzeigeeinrichtung 2 ist ein Umschalter 5 angeordnet, mit welchem die Anzeigeeinrichtung wahlweise an den Frequenztei ler 8 oder an den mit diesem verbundenen Pulsschlagmeßkreis angeschaltet werden kann.Figures 2 and 3 show different basic circuit diagrams of the invention Device. The actual movement consists in the usual way of a normal frequency generator 7 relatively high oscillation frequency, a frequency divider connected downstream of this 8 and the downstream digital display device 2, which for example can consist of light emitting diodes or liquid crystal elements. Between the divider 8 and the display device 2, a switch 5 is arranged with which the Display device either on the frequency divider 8 or on the one connected to it Pulse rate measuring circuit can be switched on.

Gemäß Fig. 2 besteht der Pulssclilagmeßkreis aus einer IJnd-Schaltung 9, deren einer Eingang mit dem Wandler 6 und deren anderer Eingang mit einem Ausgang des Frequenzteilers 8 verbunden ist. Es ist günstig, wenn hierfür ein solcher Ausgang des Frequenzteilers 8 herangezogen wird, an welchem etwa alle 10 Sekunden ein Impuls , zur Verfügung stellt. Zwischen diesen Ausgang und den Eingang der Und-Schaltung 9 ist ein Filpflop 10 eingeschaltet, welches von den ihm zugeführten Impulsen in den Leit- und Sperrzustand gekippt wird, so daß die Und-Schaltung 9 jeweils fLir entsprechende Zeitintervalle von beispielsweise 10 Sekunden sich im Leitzustand bzw. Sperrzustand befindet.According to Fig. 2, the Pulssclilagmeßkreis consists of an IJnd circuit 9, one input with the converter 6 and the other input with an output of the frequency divider 8 is connected. It is beneficial if such an outcome is available for this of the frequency divider 8 is used, at which about every 10 seconds a pulse , provides. Between this output and the input of the AND circuit 9 a Filpflop 10 is switched on, which of the pulses supplied to it in the conduction and blocking state is tilted, so that the AND circuit 9 each fLir corresponding time intervals of, for example, 10 seconds are in the lead state or locked state.

Am Ausgang dieser Und-Schaltung 9 erscheinen dann die in diesem Zeitintervall von 10 Sekunden in sie einlaufenden aus den I>ulsschlägen erhaltenen impulse des Wandlers 6. Diese Iml)ulse werden einer Zälil- und Recheneinrichtung 1 1 zugeführt, die die Impulse zählt und sie auf die übliche Minutenbasis umrechnet und bei passender Schaltstellung des Schalters 5 auf der Anzeigeeinrichtung 2 zur Anzeige bringt.At the output of this AND circuit 9 then appear in this time interval of 10 seconds received impulses from the heartbeat of the converter 6. These Iml) ulse are fed to a counting and computing device 1 1, which counts the impulses and converts them to the usual minute basis and when appropriate The switch position of the switch 5 on the display device 2 is displayed.

Die Zähl- und Reheneinrichtung 11 ist vor der nächsten Zählung wieder auf Null zu stellen, was über eine vom Ausgang des Flil>-flops 10 zur Zähl- und Recheneinrichtung 11 führende Steuerleitung 12 erfolgen kann.The counting and deer device 11 is again before the next count to set to zero, what about one of the output of the Flil> -flop 10 for counting and Computing device 11 leading control line 12 can take place.

Bei der Ausführungsart nach Fig. 2 erhält man demnach unter Zugrundelegung der erwähnten Impulsintervalle am beschriebenen Ausgang des Teilers 8 alle 20 Sekunden ein neues Meßergebnis, wobei das alte Meßergebnis für das gleiche Zeitintervall auf der Anzeigeeinrichtung 2 sichtbar bleibt. Es versteht sich, daß die Intervalle verringert werden können, es ist dann ein anderer Ausgang des Teilers 8 zu verwende L, die Meßgenauigkeit wird hierdurch jedoch geringer, was freilich in den seltensten Fällen stört.In the embodiment according to FIG. 2, one therefore obtains on the basis of the mentioned pulse intervals at the described output of the divider 8 every 20 seconds a new measurement result, the old measurement result for the same time interval remains visible on the display device 2. It goes without saying that the intervals can be reduced, it is then a different output of the divider 8 to be used L, the measuring accuracy is reduced by this, however, which of course in the rarest Cases bothers.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich voli der zuvor beschriebenen dadurch, daß die Flipflopschaltung 10 zwischen dem Wandler 6 und dem einen Eingang der Und-Schaltung 9 befindet, während der andere Eingang der Und-Schaltung 9 direkt mit einem Ausgang des Teilers 8 verbunden ist. Diese Schaltung zälilt die zwischen zwei Pulsschlägen aus dem Teiler 8 in die Und-Schaltung 9 einlaufenden Impulse die in der Zähl- und Recheneinrichtung 11 auf Pulsschläge/min. umgerechnet und über den Schalter 5 auf der Anzeigeeinriciitung 2 zur Anzeige gebracjit werden. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, unmittelbar aus einem einzigen Pulsschlagintervall die Pulsfrequenz zu ermitteln, so daß Aleaergebnisse extrem schnell zur Verfügung stehen. Gegen ein übermäßig schnelles Wechseln der Meßergebnisse auf der Anzeigeeinriclltung 2 ist hier tunlichst Sorge zu tragen. Eine entsprechende Sperrgröße für die Zähl- und Recheneinrichtung 11 kann über die Leitung 12 aus einem nachgeordileteIl Ausgang des Teilers 8 (wie in Fig. 3 dargestellt) oder auch unter Zwischenschaltung voll Teiler zum Ausgang des Flipflops 10 aber leitet werden.The embodiment according to FIG. 3 differs from the previous one described in that the flip-flop circuit 10 between the converter 6 and the one input of the AND circuit 9 is located, while the other input of the AND circuit 9 is connected directly to an output of the divider 8. This circuit counts the incoming between two pulse beats from the divider 8 in the AND circuit 9 Pulses in the counting and computing device 11 on pulse beats / min. converted and can be used for display via switch 5 on display unit 2. With this embodiment of the invention, it is possible directly from a single Pulse interval to determine the pulse rate, so that Alea results extremely are available quickly. Against an excessively quick change of the measurement results on the display device 2, care must be taken here. A corresponding Blocking variable for the counting and computing device 11 can be selected via the line 12 from a nachgeordileteIl output of the divider 8 (as shown in Fig. 3) or below Interposition of full divider to the output of flip-flop 10 but conducts.

Als Wandler für die Erfindung kommen Druckwandler, beispielsweise mit piezoelektrischen oder elektrodynamischen Systemen, oder elektroakustische Wandler, wie StetoskoPmikrophone u.dgl., infrage.As transducers for the invention come pressure transducers, for example with piezoelectric or electrodynamic systems, or electroacoustic transducers, such as Stetoscope microphones and the like.

Claims

A n s p r e c h e 1. Portable pulse rate monitor, marked by a wristwatch with electronic movement (7,8) and cligiLaLel display device (2), a logic circuit containing at least one gate circuit (9), at one input an output of the frequency divider (8) of the clock mechanism and at the other input an electroacoustic or electromechanical converter (6) connected and its output via a counter and possibly a Computer (11) and a switch (5) connected to the display unit (2) is.

2. Pulse rate measuring device according to claim 1, characterized in that on the watch case electrical connector elements for connecting the outside of the watch housing located transducer (6) are arranged.

3. I> ulsschiagmeßgerät according to claim 1 or 2, characterized in, that the converter is attached to the watch strap (3).

4. pulse rate measuring device according to claim 1, characterized in that the converter is attached to the clock case (4).

5. I> uissc1jlagmeßgerät according to one of claims 1 to /, characterized characterized in that the frequency divider output is connected to the gate circuit via a flip-flop (10) (9) is connected.

6. Pulse rate measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the converter (6) is connected to the gate circuit (9) via a flip-flop (10).

7. Pulse rate measuring device according to one of the claims 1 to (>, thereby characterized in that one the display for a predetermined time interval against deletion locking device (12) is present.

8. pulse rate measuring device according to claim 7, characterized in that the locking device has a pulse counter.