DE2838854C2

DE2838854C2 - Elektronisches Ergometer

Info

Publication number: DE2838854C2
Application number: DE19782838854
Authority: DE
Inventors: Georgy Ivanovi&ccaron; Sidorenko; Vladimir Illi&cacute; Minsk Stakevi&cacute;
Original assignee: BELORUSSKIJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT KARDIOLOGII; MINSKIJ GOSUDARSTVENNYJ MEDICINSKIJ INSTITUT MINSK SU
Current assignee: BELORUSSKIJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT KARDIOLOGII; MINSKIJ GOSUDARSTVENNYJ MEDICINSKIJ INSTITUT MINSK SU
Priority date: 1978-09-06
Filing date: 1978-09-06
Publication date: 1984-08-02
Also published as: DE2838854A1

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„ ~ A_n). 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.

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

Patentansprüche:

1. Elektronisches Ergometer, mit
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

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