DE2838854C2 - Elektronisches Ergometer - Google Patents
Elektronisches ErgometerInfo
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- DE2838854C2 DE2838854C2 DE19782838854 DE2838854A DE2838854C2 DE 2838854 C2 DE2838854 C2 DE 2838854C2 DE 19782838854 DE19782838854 DE 19782838854 DE 2838854 A DE2838854 A DE 2838854A DE 2838854 C2 DE2838854 C2 DE 2838854C2
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Description
— der Ausgang des Wandlers (4) mit dem Eingang des Impii'jformers (5) verbunden ist,
— der Ausgang des Irr.pulsfcrmers (5) an einen
Eingang des Hochfrequenzmultivibrators (7) angeschlossen ist,
— der Wandler (4) mindestens ein Seismometer (15, 16, 17) aufweist, das mechanische Schwingungen
des Massenzentrums einer Versuchsperson in das elektrische Signal umformt,
— der Hochfrequenzmultivibrator (7) durch einen dessen Frequenz bestimmenden Stromkreis,
dessen Steuereingang dem Ausgang des Impulsfornv'-s
(5) nachgeschaltet ist und durch einen mit seinem Ausgang an den frequenzbestimmenden
Stromkreis des Hochfrequenzmultivibrators (7) angescnlossenpn Frequenzsteller
(9) in seiner Frequenz einsteh jar ist, und
— ein Frequenzteiler (10) mit seinem Zähleingang mit dem Ausgang des Hochfrequenzmultivibrators
(7) und mit seinem Ausgang mit dem Zähleingang des mehrstelligen Zählers (12) und
der Anzeige (13) verbunden ist.
2. Ergometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wandler (4) mindestens ein zusätzliches Seismometer (16,17) enthält, und daß der Impulsformer
(5) aus an die Ausgänge des ersten Seismometers (15) und der zusätzlichen Seismometer
(16, 17) angeschlossenen Schwellenwertgliedern (18—20), deren Anzahl gleich der Anzahl der Seismometer
ist, und aus einem an die Ausgänge der Schwellenwertglieder (18—20) angeschlossenen
Summierglied (21), besteht.
3. Ergometer nach Anspruch I oder 2. gekennzeichnet durch
— einen Steller (22) für den zulässigen Wert der zu messenden Arbeit mit zwei Umschaltern (23,
24), deren jeder jeweils den Ausgängen (26, 27) der höheren Stellen des mehrstelligen Zählers
(12) der Zähl- und Anzeigeeinheit (11) nachgeschaltet ist,
— einen Vergleicher (25), dessen Eingänge an die Umschalter (23,24) und dessen Ausgang an den
Freigabeeingang des Hochfrequen/Multivibrators
(7) an an den Freigabecingang des Frequenzteilers (10) angeschlossen sind,
— einen Niederfrequenzmultivibrator (28). dessen
Eingang dem Ausgang des Vergleichen (25) nachgeschaltet ist. und
einen Frequenzmischer (29), dessen Eingänge an die Ausgänge des Hochfrequenzmultivibrators
(7) und des Niederfrequenzmultivibrators (28) angeschlossen sind und dessen Ausgang an
die Anzeige (13) der Zähl- und Anzeigeeinheit (Ii) angeschlossen ist
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Ergometer für Belastungen, die ein Proband (eine Versuchsperson)
bei Bewegung erfährt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung kann in der medizinischen Forschung, in der ärztlichen und sportlichen Praxis, in der Heilgymnastik
und in Sanatorien angewendet werden.
Es ist eine Einrichtung zur Abschätzung der von einem Probanden beim Gehen oder Laufen verrichteten
Arbeit, vgl. z. B. SU-Urheberschein 4 69 053, bekannt, in
deren Gehäuse ein Wandler, der Schwingungen des Schwerpunktes des Probanden in ein elektrisches Signal
umformt, ein Impulsformer und eine Zähl- und Anzeigeeinheit für elektrische Signale untergebracht sind, die
miteinander in Reihe geschaltet sind. Eine Stromquelle ist an den Impulsformer und an die Zähl- und Anzeigeeinheit
angeschlossen. Der Wandler ist in Form zweier im Spitzen- und im Fersenteil der Brandsohle eines
Schuhwerkes angeordneter Kontaktpaare ausgeführt.
Diese Kontaktpaare liegen einander parallel und schließen
sich im Augenblick der Berührung des Erdbodens (Stütze) mit dem Fuß beim Gehen oder Laufen. Die
Zähl- und Anzeigeeinheit stellt einen elektromechanischen Zähler dar, der im Augenblick des Empfangs eines
am Ausgang des Impulsformers auftretenden elektrischen Impulses ausgelöst wird. Im Augenblick des
Schließens wenigstens eines Kontaktpa^es des Wandlers
schließt ein Speicherelement am Eingang des Impulsformers. Dies führt zur Neuverteilung von Ladungen
und bewirkt einen Stromimpuls, der einen Impuls des Impulsformers auslöst. Der Empfang dieses Impulses
läßt die Zähl- und Anzeigeeinheit ansprechen und führt zu einer Änderung der Anzeige. Sofern die Schrittzahl
(nach der Anzeige) bekannt ist, kann auf die Länge des zurückgelegten Weges und indirekt auf die vom
Probanden verrichtete Arbeit geschlossen werden. Zu diesem Zweck ist die Schrittzahl mit der Arbeit pro
Schritt zu multiplizieren. Die Arbeit pro Schritt wird nach einer das Gewicht des Probanden, seine Größe,
sein mittleres Bewegungstempo und seine mittlere Schrittlänge berücksichtigenden Formel errechnet.
Diese bekannte Einrichtung weist eine niedrige Genauigkeit für die Ermittlung der Arbeit auf, weil sie eine
Geschwindigkeitsänderung sowie eine Änderung des Bewcgungswinkels in bezug auf den Horizont (Aufoder
Abstieg auf einer Treppe, auf einer schiefen Ebene) unberücksichtigt läßt. Darüber hinaus muß der Proband
Rechenoperationen bei der Ermittlung der verrichteten Arbeit ausführen, weshalb eine Echtzeitmessung nicht
bo möglich ist.
Die bekannte Einrichtung benötigt ein spezielles Schuhwerk und Verbindungsleitungen zwischen Wandler
und Impulsformer, was Schwierigkeiten beim Betrieb bereitet.
bs Aus der US-PS 35 80 083 ist eine elektronische Vorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, die zur Geschwindigkeitsmessung des Laufens
(.•ines Menschen auf der Stelle vorgesehen ist und auch
zur Messung der scheinbar zurückgelegten Strecke und
der Arbeit, die dabei vom Menschen verrichtet wird, angewendet werden kann.
Nachteilig ist es, daß bei dieser elektronischen Vorrichtung die Messung der Parameter nur beim Laufen
auf der Stelle erfolgt Aus folgenden Gründen kann die bekannte Vorrichtung für die Messung der Arbeit bei
gewöhnlicher Bewegung (Gehen und Laufen) nicht verwendet werden.
Das Laufen auf der Stelle unterscheidet sich vom gewöhnlichen Laufen dadurch, daß darin der Arbeitsvorgang
der Gewichtsverlagerung des Menschen mit der Geschwindigkeit ν in Bewegungsrichtung nicht vorhanden
ist Die Berücksichtigung dieser Komponente ist für die Messung des Laufens auf der Stelle nicht notwendig,
da sie nicht vorhanden ist Deshalb mißt die aus der US-PS 35 80 0S3 bekannte Vorrichtung die Arbeit, die
beim Laufen auf der Stelle ausgeführt wird, mit ausreichender Genauigkeit Würde diese Vorrichtung zur
Messung der Arbeit des Menschen während einer gewöhnlichen Bewegung verwendet werden, ergäbe sich
ein hoher Meßfehler. Ferner ist dazu ein spezielles Schuhwerk nötig, das mit einem Geber und einer Verbindung
mit der Vorrichtung ausgestattet ist Damit ergeben sich ähnliche Nachteile, wie sie zuvor für die aus
der vom SU-Urheberschein 4 69 053 bekannten Vorrichtung ermittelt wurden.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein elektronisches Ergometer zu schaffen, das Information
über die beim Gehen oder Laufen verrichtete Arbeit des Probanden unmittelbar in Arbeitseinheiten unter
Berücksichtigung antropometrischer Daten der sich bewegenden Probanden (Gewicht, Größe), der Bewegungsgeschwindigkeit
(Bewegungstempo, mittlere Schrittlänge) und des Bewegungswinkels in bezug auf den Horizont (Auf- oder Abstieg auf einer Treppe, auf
einer schiefen Ebene) im Echtzeitbetrieb gewinnt
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß erzielt durch die Lehre des Kennzeichens des Patentanspruchs
1.
Zur Erhöhung der Meßgenauigkei; der vom Probanden verrichteten Arbeit ist zweckmäßig die Lehre nach
dem Patentanspruch 2.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung nach der Lehre des Patentanspruchs 3 kann das elektronische
Ergometer überwachen, ob der zulässige Wert der vom Probanden verrichteten Arbeit erreicht ist.
Die Anordnung des Wandlers und der anderen Einheiten der Schaltung in einem gemeinsamen Gehäuse
vergrößert die Betriebssicherheit des elektronischen Ergometers, und ein spezielles Schuhwerk oder Verbindungsleitungen
sind unnötig.
Bei Anwendung des elektronischen Ergometers durch Herz- und Gefäß-Kranke können diese z. B. nach
einem überstandenen Myokardinfarkt ihren Bewegungsbereich unter Kontrolle der eingestellten Größe
(Leistungsreserve) des zulässigen Wertes der zu messenden Arbeit erweitern. Das elektronische Ergometer
gestattet, den Bewegungsbereich für Herz- und Gefäß-Kranke in der Periode der Rehabilitation unter Verringerung
des Risikos eines erneuten Infarktes zu erweitern.
Das Ergometer ist zur Ermittlung der Arbeitsintensität bei manchen Arbeitsgängen, zur Messung einer im
Haushalt bei Geiler, oder Laufen verrichteten Arbeit geeignet. Es erlaubt, die von einem Sportler beim Training
oder Wettbewerb geleistete Arbeit zu messen. In allen diesen Fällen kann das elektronische Ergometer
ohne Voreinstellung der Größe des zulässigen Wertes der zu messenden Arbeit genutzt werden.
Das elektronische Ergometer ist tragbar ausgeführt und zum Tragen durch den Probanden selbst geeignet
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 die Anordnung des elektronischen Ergometers gemäß der Erfindung am Probanden;
F i g. 2 das Blockschaltbild des elektronischen Ergo-
to meters gemäß der Erfindung;
F i g. 3 das Blockschaltbild des Impulsformers und des Wandlers einer anderen Ausführungsform des elektronischen
Ergometers gemäß der Erfindung;
F i g. 4 (a, b, c, d, e, f, g, h, i, j) Zeitdiagramme der
Änderung der Amplitude bei Einwirkung auf ein Seismometer und Spannungsverläufe am Ausgang der einzelnen
Baugruppen des Ergometers gemäß der Erfindung.
Das erfipdungsgemäße, in einem Gehäuse 2 eingeschlossene, elektronische Ergometer ' (F i g. 1) wird an
einem Probanden (Versuchsperson) 3 angeordnet Die Schwingungen des Schwerpunktes (Massenmittelpunktes)
des Probanden wirken auf einen Wandler 4 (F i g. 2) ein der Schwingungen des Probanden-Schwerpunktes
in ein elektrisches Signal umgeformt der auf der Basis eines Seismometers ausgeführt ist An den Ausgang des
Seismometers des Wandlers 4 ist der Eingang eines Impulsformers 5 angeschlossen. Der Impulsformer 5 ist in
Form eines Schwellenwertglieds ausgeführt Das elektronische
Ergometer 1 enthält auch eine an den Impulsformer 5 angeschlossene Stromquelle 6. An den Ausgang
des Impulsformers 5 ist der Steuereingang eines in seinem frequenzeinstellbaren, Hochfrequenzmultivibrators
7 mit einem frequenzbestimmenden Stromkreis, in dem ein Stell-Widerstand 8 liegt, angeschlossen.
In den frequenzbestimmenden Stromkreis des Multivibrators
7 kann anstatt des Stell-Widerstandes 8 eine Stell(variable)-Kapazität geschaltet werden.
Der Stell-Widerstand 8 ist mechanisch mit einem aus (nicht gezeigten) Umschaltern gebildeten Frequenzsteller
j des Multivibrators 7 gekoppelt. An den Multivibrator 7 ist die Stromquelle 6 angeschlossen. Der Ausgang
des Multivibrators 7 ist an den Zähleingang eines gleichfalls mit der Stromquelle 6 verbundenen Frequenzteilers
10 angeschlossen. Darüber hinaus weist der Frequenzteiler 10 einen Stell- und einen Freigabeeingang
auf.
Das elektronische Ergometer 1 hat auch eine Zähl- und Anzeigeeinheit 11 für elektrische Signale, die aus
so einem vierstelligen, einen Zähl- und einen Stelleingang sowie vier Ausgänge gemäß der Stellenanzahl einer Anzeige
13 aufweisenden Zähler 12 besteht. Der Zähler 12 und d:e Anzeige 13 sind mit der Stromquelle 6 verbunden.
Der Zähleingang des vierstelligen Zählers 12 ist an den Ausgang des Frequenzteilers 10 angeschlossen,
während die vier Ausgänge des Zählers 12 an die Anzeige 13 gekoppelt sind. Die Anzeige 13 gibt ein Schallsignal
ab und erzeugt eine Digitalanzeige der vom Probanden verrichteten Arbeit.
Ein Nullsteiler 14 ist mit seinem Ausgang mit den Stelleingängen des Frequenzteilers 10 und des vierstelligen
Zählers 12 der Einheit 11 verbunden.
Um Information über die vom Probanden verrichtete Arbeit bei Schwing'ingen des Schwerpunktes in drei
Ebenen zu gewinnendesten), der Wandler 4 (F i g. 3) aus
drei Seismometern 15—17. Hierbei enthält der Impulsformer 5 drei, jeweils an eines der Seismometer 15—17
angeschlossene, Schwellenwertglieder 18—20. Die Aus-
gänge der Schwellenwertglieder 18—20 sind an die Eingänge
eines ein ODER-Glied darstellenden Summierglieds 21 angeschlossen. Die Anzahl der Eingänge des
Summierglieds 21 ist gleich der Anzahl der Schwellenwertglieder
18—20. Der Ausgang des Summierglieds 21 bildet den Ausgang des Impulsformers 5 und ist mit dem
Steuereingang des Multivibrators 7 verbunden. Hierbei sind die Schwellenwertglieder 18—20 und das Summierglied
21 des Impulsformers 5 mit der Stromquelle 6 gekoppelt.
Zur Kontrolle und Anzeige, daß die Probanden-Arbeit einen zulässigen Wert erreicht, weist das elektronische
Ergometer 1 (Fig. 1) zusätzlich einen zwei Umschalter
23, 24 und einen Vergleicher 25 enthaltenden Steller 22 (F i g. 2) für den zulässigen Wert der zu messenden
Probanden-Arbeit auf. Der Vergleicher 25 stellt ein UND-Glied mit mehreren Eingängen dar. Die Anzahl
der Eingänge des Vergleichers 25 entspricht der Anzahl der Ausgänge der dritten isr.d der vierten. Stelle
des mehrstelligen Zählers 12. Dabei ist der Eingang des Umschalters 23 an den dem Ausgang der dritten Stelle
des vierstelligen Zählers 12 entsprechenden Ausgang 26 und der Umschalter 24 an den dem Ausgang der vierten
Stelle des vierstelligen Zählers 12 entsprechenden Ausgang 27 angeschlossen. Der Vergleicher 25 des Stellers
22 für den zulässigen Wert der zu messenden Probanden-Arbeit ist mit der Stromquelle 6 verbunden. Der
Ausgang des Vergleichers 25 ist an den Freigabeeingang des Frequenzteilers 10 und an den Freigabeeingang
des Hochfrequenzmultivibrators 7 angeschlossen. Die Anzeige des Zeitpunktes, wann der zulässige Wert
der Probanden-Arbeit erreicht ist, wird von einem Niederfrequenzmultivibrator
28 und einem eine UND-Schaltung mit zwei Eingängen darstellenden Frequenzmischer
29 bewirkt, wobei der Ausgang des Vergleichers 25 an den Eingang des Niederfrequenzmultivibrators
28 angeschlossen ist. Die Eingänge des Frequenzmischers 29 sind an die Ausgänge des
Hochfrequenzmultivibrators 7 bzw. des Niederfrequenzmultivibrators 28 angeschlossen. Der Ausgang
des Frequenzmischers 29 ist an die Anzeige 13 gekoppelt Der Niederfrequenzmultivibrator 28 und der Frequenzmischer
29 sind mit der Stromquelle 6 verbunden.
Das elektronische Ergometer 1 (Fig. 1) arbeitet wie folgt:
Das Gehäuse 2 des elektronischen Ergometers 1 wird durch einen Gürtel am Probanden 3 angebracht.
Die Wirkungsweise des elektronischen Ergometers 1 beruht auf der Umwandlung von Schwingungen des
Schwerpunkts des Probanden in ein elektrisches Signal, dessen Dauer der Amplitude dieser Schwingungen proportional
ist Hierbei wird das elektrische Signal vom Seismometer 4 (Fig.2) des Wandlers mit der hohen
Frequenz des Hochfrequenzmultivibrators 7 beaufschlagt Die Folgefrequenz der Impulse des Hochfrequenzmuitivibrators
7 wird mit Hilfe des Frequenzstellers 9 des Multivibrators 7 in Abhängigkeit von individuellen
Daten des Probanden (Gewicht, Größe, mittlere Schrittlänge und mittleres Bewegungstempo) eingestellt
Vom Ausgang des Frequenzteilers 10 kommt ein 1000 J äquivalenter Impuls. Die verrichtete Arbeit wird
in 1000 J unter der Voraussetzung eines minimalen Meßfehlers bei gegebener Kapazität des mehrstelligen
Zählers 12 gemessen.
Die Rechenergebnisse für die vom Probanden mit verschiedenen Daten, wie Gewicht Größe od. dgl, pro
Schritt verrichtete Arbeit bewegen sich in Grenzen von 80 bis 300 ] je nach Probanden-Daten. Indem man also
von der Meßeinheit 100] ausgeht, kann man nicht immer eine ganze Zahl, z.B. 162,3 J, bei der Arbeit pro
Schritt bekommen. Wählt man 1000 J als Meßeinheit,
nimmt der Meßfehler zu. Die Meßergebnisse werden im Dezimalsystem ausgeführt, weil man damit am besten
vertraut ist
Die Impulse vom Ausgang des Frequenzteilers 10 werden durch den vierstelligen Zähler 12 gezählt und
durch die Anzeige 13 der Einheit 11 zur Anzeige gebracht.
Bei Einschaltung der Stromquelle 6 des elektronischen Ergometers 1 werden der vierstellige Zähler 12
und der Frequenzteiler 10 auf Null durch ein Signal vom Ausgang des Nullstellers 14 gestellt. Während der Bewegung
(Gehen oder Laufen) erzeugt das Proband mechanische Schwingungen. Die Schwingungsamplitude
des Schwerpunkts des Probanden 3 ist von den individuellen Besonderheiten und der Gangart des Probanden
abhängig, beträgt aber durchschnittlich 3 bis 4 cm. Diese
Schwingungen werden über das Gehäuse 2 auf das elektronische Ergometer 1 übertragen. Der Wandler 4 des
elektronischen Ergometers 1 wandelt die Schwingungsamplitude A des Schwerpunkts des Probanden 3 in ein
elektrisches Signal (F i g. 4a, b) um. Ein elektrisches Signal LI* gelangt vom Ausgang des Seismogebers des
Wandlers 4 auf den Eingang des Impulsformers 5. Impulse Ui gelangen vom Ausgang des Impulsformers 5
auf den Ste^ereingang des Hochfrequenzmultivibrators
7. Die Dauer dieser Impulse ίΛ (F i g. 4c) ist proportional
zur Schwingungsamplitude des Schwerpunkts des Probanden (U ~ A1, h ~ A2, h ~ Ai, t„ ~ An). Bei
Empfang eines elektrischen Signals am Steuereingang des Hochfrequenzmultivibrators 7 fängt dieser mit der
Erzeugung eines Hochfrequenzsignals an, so daß an seinem Ausgang Impulspakete U7 (F i g. 4d) auftreten, wobei
die Impulszahl pro Paket von der Dauer des Steuerimpulses und der Frequenz des Hochfrequenzmultivibrators
7 abhängt.
Die Frequenz der Signale Ui des Hochfrequenzmultivibrators 7 hängt vom Wert des Stell-Widerstandes 8 des frequenzbestimmenden Stromkreises des Multivibrators 7 ab und wird im voraus mit Hilfe des Frequenzstellers 9 des Multivibrators eingestellt. Die Stellung des (nicht gezeigten) Umschalters des Frequenzstellers 9 des Multivibrators 7 wird ausgehend von der vom betreffenden Probanden bei einem Schritt verrichteten Arbeit gewählt Die Arbeit des Probanden pro Schritt hängt vom Gewicht, der Größe, dem mittleren Bewegungstempo und der mittleren Schrittlänge des betreffenden Probanden ab. Die Arbeit ist für einen Schritt bei verschiedenen Probanden ungleich und Hegt etwa 7 tischen 80 bis 300 J.
Die Frequenz der Signale Ui des Hochfrequenzmultivibrators 7 hängt vom Wert des Stell-Widerstandes 8 des frequenzbestimmenden Stromkreises des Multivibrators 7 ab und wird im voraus mit Hilfe des Frequenzstellers 9 des Multivibrators eingestellt. Die Stellung des (nicht gezeigten) Umschalters des Frequenzstellers 9 des Multivibrators 7 wird ausgehend von der vom betreffenden Probanden bei einem Schritt verrichteten Arbeit gewählt Die Arbeit des Probanden pro Schritt hängt vom Gewicht, der Größe, dem mittleren Bewegungstempo und der mittleren Schrittlänge des betreffenden Probanden ab. Die Arbeit ist für einen Schritt bei verschiedenen Probanden ungleich und Hegt etwa 7 tischen 80 bis 300 J.
Der Betrag der Arbeit pro Schritt ist für jeden Probanden aus Tabellen, Nomogrammen und nach einer
Formel zu ermitteln. Die Formel der Arbeit pro Schritt wird nach einem der bekannten Verfahren bei der Bestimmung
der Arbeit der kinematischen Glieder (Arme, Beine) des Probanden durch Summation dieser Arbeiten
erhalten. In den Tabellen oder Nomogrammen werden verschiedene Werte der oben genannten Daten des
Probanden aufgeführt Durch Wahl der einem bestimmten Probanden eigenen Daten kann man den Arbeitswert
für einen Schritt beim betreffenden Probanden erfahren. Diese Daten werden in das elektronische Ergometer
1 mit Hilfe des (nicht gezeigten) Umschalters des Frequenzstellers 9 des Multivibrators 7 eingegeben. Mit
Hilfe des Frequenzstellers 9 wird die Signalfrequenz des Multivibrators 7 in den Grenzen von 336 bis 12,6 kHz
eingestellt.
Die Signalfrequenz des Hochfrequenzmultivibrators 7 wird in Abhängigkeit von den Arbeitswerten des Probanden
pro Schriti (zwischen 80 und 300 J) eingestellt. Die Impulspakete gelangen vom Ausgang des Hochfre- s
quenzmultivibrators 7 auf den Zähleingang des Frequenzteilers 10. Das Teilungsverhältnis des Frequenzteilers
*3 gleich 4096 sowie der Änderungsbereich für die Frequenz des regelbaren Hochfrequenzmuitivibrators
7 sind so gewählt, daß sich die Genauigkeit bei der Ermittlung der Arbeit des Probanden 3 lirhöht. Bei
Empfang am Eingang des Frequenzteilers 10 des (4096 — /i/)-ten Impulses tritt an dessen Ausgang ein
1000 J (Fig.4e) entsprechender Impuls Uw auf. Diese
Impulse werden durch den vierstelligen Zähler 12 ge- is zählt und durch die Anzeige 13 der Zähl- und Anzeigeeinheit
11 für elektrische Signale angezeigt. Am Ende der Arbeit wird das elektronische Ergometer 1 mit Hilfe
des Nuüstcücrs 14 in den Ausgangszustar.d gebracht.
Falls die Arbeit des Probanden unter Berücksichtigung der Schwingungen des Schwerpunktes in drei
Schwingungsebenen zu registrieren ist, ist der Wandler 4 (F i g. 3) des elektronischen Ergometers 1 in Form von
drei Seismometers 15,16 und 17 ausgeführt. Jedes dieser Seismometer 15,16 und 17 registriert die Schwingungen
des Schwerpunktes des Probanden 3 in einer eigenen Ebene bei Bewegung nach oben-unten, vorwärts-rückwärts,
nach links-rechts. Im Bedarfsfall kann die Anzahl der Seismometer auch größer sein. Jedes der Seismometer
15,16 und 17 wird in einer Ebene gleichachsig zu den durch Ihn registrierten Schwingungen angeordnet. Die
Dauer des elektrischen Signals vom Ausgang der Seismometer 15, 16, 17 ist proportional der Schwingungsamplitude des Schwerpunktes des Probanden in der jeweiligen
Ebene (Fig.4a, b). Das elektrische Signal U4
vom Ausgang der Seismometer 15,16,17 des Wandlers
4 trifft an den Eingängen des Impulsformers 5 ein. Das elektrische Signal vom Ausgang der Seismometer 15,
16,17 gelangt jeweils auf den Eingang eines der Schwellenwertglieder
18,19 und 20. Vom Ausgang der Schwellenwertglieder 18,19, 20 gelangt je ein elektrisches Signal
auf die Eingänge des Summierglieds 21. An dem Ausgang des Impulsformers 5 darstellenden Ausgang
des Summierglieds 21 bildet sich ein elektrisches Signal aus, dessen Dauer proportional zur Schwingungsamplitude
des Schwerpunktes des Probanden in den jeweiligen Ebenen (F i g. 4c) ist Das Signal vom Ausgang des
Impulsformers 5 kommt am Steuereingang des Hochfrequenzmultivibrators 7 an. Im weiteren ist der Betrieb
des elektronischen Ergometers 1 mit den drei Seismometern
15,16,17 analog dem Betrieb des elektronischen Ergometers 1 mit einem Seismogeber.
Zur Kontrolle und Anzeige, wann der zulässige Arbeitswert erreicht ist arbeitet das elektronische Ergometer
1 folgenderweise:
Vor Betriebsbeginn werden durch die Umschalter 23 und 24 des Stellers 22 für den zulässigen Wert der zu
messenden Arbeit des Probanden die Ausgänge 26 der dritten Stelle und die Ausgänge 27 der vierten Stelle des
vierstelligen Zählers 12 auf die jeweiligen Eingänge des Vergleichers 25 geschaltet
Die Stellung der Umschalter 23 und 24 entspricht einem bestimmten Code am Ausgang der dritten und
der vierten Stelle des mehrstelligen Zählers 12. Bei Koinzidenz des Codes an den Ausgängen 26, 27 des
vierstelligen Zählers 12 mit dem durch die Umschalter 23, 24 an den Eingängen der Koinzidenzschaltung 25
angelegten Code erscheint an deren Ausgang ein elektrisches Signal U2s »Reserve aus« (Fig.4f). Das vom
Ausgang der Koinzidenzschaltung 25 kommende elektrische Signal stellt ein vom Ausgang des Stellers 22 für
den zulässigen Wert der zu messenden Arbeit des Probanden eintreffendes elektrisches Signal (»Reserve
aus«) dar. Dieses vom Ausgang des Stellers 22 für den zulässigen Wert der zu messenden Arbeit des Probanden
kommende Signal schaltet den Frequenzteiler 10 über den Freigabeeingang (Fig.4e) aus. Das gleiche
Signal U]0 trifft am Freigabeeingang des Hochfrequenzmuitivibrators
7 ein. Der Multivibrator 7 beginnt im Dauerbetrieb (F i g. 4d) zu arbeiten. Gleichzeitig kommt
das Signal vom Ausgang des Stellers 22 am Eingang des Niederfrequenzmultivibrators 28 an. Bei Empfang des
Signals am Eingang des Niederfrequenzmultivibrators 28 fängt dieser an, ein niederfrequentes elektrisches Signal
t/28 (F i g. 4h) zu erzeugen. Die elektrischen Signale
Ui und U2» vom Ausgang des Hochfrequenzmultivibra-Jors
7 bzw. voiT! Ausgang des Nicdcrfrccjiicnz™iu!tsvi
brators 28 gelangen auf die Eingänge des Frequenzmischers 29 (F i g. 4g, h), an dessen Ausgang sich Impulspakete
Ur> (F i g. 4i) ausbilden, deren Folgefrequenz gleich
der Frequenz der elektrischen Signale des Niederfrequenzmultivibrators 28 ist, während die Impulsfrequenz
im Paket gleich der Frequenz der elektrischen Signale des Hochfrequenz-Multivibrators 7 ist. Das Signal vom
Ausgang des Frequenzmischers 29 kommt an der Anzeige 13 der Zähl- und Anzeigeeinheit 11 an.
Bei Empfang des Signals vom Ausgang des Frequenzmischers 29 gibt die Anzeige 13 ein intermittierendes
Schallsignal ab und blinkt mit einer Digitalanzeige. Das intermittierende Schallsignal und das Blinken der Digitalanzeige
lenken die Aufmerksamkeit des Probanden auf sich und warnen ihn, daß die »Reserve aus« ist. Bei
Auftreten des Signals »Reserve aus« muß der Proband mit der Bewegung aufhören und sich ausruhen. Bei Tastendruck
»Nullstellen« (nicht gezeigt) erzeugt der Nullsteller 14 einen Impuls t/i4(Fig.4j),der das Schallsignal
und das Blinken der Anzeige 13 unterbricht. Dasselbe Signal Un stellt den Frequenzteiler 10 und den
vierstelligen Zähler 12 auf Null, wodurch das elektronische Ergometer 1 in den Ausgangszustand übergeführt
wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Elektronisches Ergometer, mit
einer Reihenschaltung aus
einer Reihenschaltung aus
einem Wandler, der mechanische Schwingungen in ein elektrisches Signal umformt, und
einer Zähl- und Anzeigeeinheit für elektrische Signale, die eine Reihenschaltung aus einem mehrstelligen Zähler und einer Anzeigeeinheit enthält, sowie mit
einer Zähl- und Anzeigeeinheit für elektrische Signale, die eine Reihenschaltung aus einem mehrstelligen Zähler und einer Anzeigeeinheit enthält, sowie mit
einem Nullsteller, dessen Ausgang an einen Eingang des mehrstelligen Zählers der Zähl- und Anzeigeeinheit
angeschlossen ist, mit einem Impulsformer und einem Hochfrequenzmultivibrator, die in einem Gehäuse
untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet,
daß
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782838854 DE2838854C2 (de) | 1978-09-06 | 1978-09-06 | Elektronisches Ergometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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