RU1780717C - Устройство дл психофизиологических исследований - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к медицинской технике и может быть использовано дл  проведени  психофизиоло гических исследований водителей транспортных средств Сущность: в состав устройства ввод тс  блок 3 подсчета импульсов , блок 2 анализа и формировани  импульсов счета, а также блок 7 управлени , при этом по вл етс  вЪзможность производить исследовани  как в стационарных услови х (на сто нке), так и во врем  движени  транспортного средства Устройство содержит ключ датчика 1, блок 2 анализа и формировани  импульсов счета, блок 3 подсчета импульсов, блок 4 пам ти, дешифратор 5, индикатор 6, причем блоки 1-6 образуют один канал устройства, а все устройство содержит (т - 1) независимых один от другого каналов и блок 7 управлени . 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

л канал

XI

Фиг./

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к устройствам дл  психофизиологических исследований и предназначено дл  определени  трудовых нагрузок водителей транспортных средств при решении вопросов физиологии и гигиены труда.

Известен способ определени  профессиональных характеристик оператора и устройство дл  его осуществлени , которое содержит лабиринт, датчик стартфинишной позиции, датчики направлени  движени , датчики тупиков, шарик, блок датчиков, коммутатор , анализатор состо ни  датчиков, вычислитель и регистратор. Указанное устройство очень сложно по конструкции и не может быть использовано дл  психофизиологических исследований на движущемс  транспортном средстве.

Известно также устройство дл  психофизиологических исследований, содержащее таймер, соединенный, программный блок, блок предъ влени  раздражителей, блок датчиков, анализатор, арифметический блок, регистр пам ти, сдвигающий регистр , пороговый элемент. Данное устройство также сложно по конструкции и не может быть использовано дл  определени  трудовых нагрузок водителей транспортных средств в реальных производственных услови х. Его недостатком  вл етс  и то, что использование устройства предполагает трудоемкое предварительное определение дл  каждого испытуемого индивидуального темпа предъ влени  сигналов , который заведомо ниже индивидуального предельного темпа.

Наиболее близким по технической сути к насто щему изобретению и прин тым за прототип  вл етс  устройство, содержащее пульт испытуемого, блок управлени  и регистрации , блок пам ти, дешифратор, индикатор .

Недостатком прототипа  вл етс  ограниченна  область применени  устройства.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства при его использовании дл  определени  трудовых нагрузок водителей транспортных средств в реальных производственных услови х.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что датчики каждого канала устройства св заны, с органами управлени  транспортного средства; сигналы, поступающие от датчиков , анализируютс , выдел ютс  согласно услови м функционировани  устройства, подсчитываютс  за определенные промежутки времени и записываютс  в пам ть устройства. Конструкци  устройства при этом позвол ет его использование в услови х толчков и вибраций, возникающих при движении транспортного средства.

Достижение поставленной цели обеспечиваетс  совокупностью признаков, изложенных в формуле изобретени . Существенными отличительными признаками в этой совокупности  вл ютс  блок подсчета импульсов, блок анализа и формировани  импульсов счета и блок уп0 равлени .

Введение в состав устройства блока подсчета импульсов позвол ет производить суммирование общего количества выделенных импульсов за определенный промежу5 ток времени; наличие блока анализа и формировани  импульсов счета позвол ет выдел ть импульсы, соответствующие сигналам требуемой длительности от датчика, а наличие блока управлени  позвол ет обес0 лечить работу всего устройства по требуемому алгоритму.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - схема блока подсчета импульсов; на фиг. 3 - ключ датчи5 ка и схема блока анализа и формировани  импульсов счета; на фиг. 4 - временные диаграммы работы блока анализа и формировани  импульсов счета, в табл.1 - закон функционировани  одновибраторов; на

0 фиг. 5 - схема блока управлени .

Устройство (см. фиг. 1) содержит ключ датчика 1. подключенный ко входу блока 2 анализа и формировани  импульсов счета, выход которого соединен с суммирующим

5 входом блока 3 подсчета импульсов, а группа его выходов подключена к группе первых входов блока 4 пам ти, группа выходов которого подключена к группе входов дешифратора 5, а группа выходов дешифратора 5

0 подключена к группе входов индикатора 6, причем блоки 1-6 образуют один канал устройства (всего устройство содержит m независимых один от другого каналов), а также блок 7 управлени , выхбд обнулени  кото5 рого соединен со входами обнулени  блоков 3 подсчета импульсов, группа выходов задани  адреса подключена к группе вторых входов блока пам ти, а выход записи - к третьим входам блоков пам ти.

0 Блок 3 подсчета импульсов (см. фиг. 2) содержит к двоично-дес тичных счетчиков 8, соединенных последовательно, где к - количество дес тичных разр дов, используемых в канале.

5 Блок 2 анализа и формировани  импульсов счета (см. фиг. 3) содержит триггер 9, с первых по четвертые конденсаторы и резисторы 10, 15,17, 21 и 12,14. 18. 22 соответственно , диод 11, таймер 13, первый 16 и второй 20 одновибраторы и элемент И 19.

Блок 7 управлени  (см. фиг. 5) содержит кварцованный генератор пр моугольных импульсов 23, с первого по третий переключатели Пуск, начальна  установка (НУ), пошаговый режим (ШАГ), 25, 29, 28 соот- ветственно, с первого по шестой элементы И - 24, 26. 32, 34, 36, 40 соответственно, с первого по четвертый триггеры 27, 28,39,44 соответственно, первый и второй счетчики 30, 35 соответственно, с первого по третий формирователи импульсов 31, 33, 37 соответственно , дешифратор 41, с первого по тринадцатый токоограничивэющие резисторы и светодиоды 42 и 43 соответственно.

Блок 1 представл ет собой механиче- ский ключ 45 от датчика (см. фиг. 3).

Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии (при отсутствии сигнала от датчика) у механического ключа 45 (см. фиг. 3) замкнут на шину нулевого потенциала верхний контакт, если же поступает сигнал от датчика, то на врем  действи  этого сигнала на шину нулевого потенциала замыкаетс  нижний контакт ключа, а верхний размыкаетс , далее, при отсутствии сигнала от датчика, ключ возвращаетс  в исходное состо ние.

Верхний и нижний контакты механического ключа св заны с пр мым и инверсным входами триггера 9 соответственно. В зави- симости от того, верхний или нижний контакт ключа 45 будет замкнут на шину нулевого потенциала, сигналы на пр мом и инверсном выходах триггера 9 будут иметь вид, представленный на фиг. 4, а, Ьсоответ- ственно. Сигнал с пр мого выхода триггера 9 проходит через помехозащитную цепочку, составленную из конденсатора 10, диода и резистора 11 и 12 соответственно и подключенную к шине положительного потенциа- ла, в результате на первый вход таймера 13 будет поступать укороченный помехозащитной цепочкой сигнал (фиг. 4с).

Подбором номиналов резистора 14 и конденсатора 15, служащих врем задаю- щими элементами таймера и св занных с его врем задающим входом, устанавливаетс  пороговое врем  (tn), в течение которого на выходе таймера 13 после его запуска присутствует высокий потенциал (при отсут- ствии сигнала сброса на втором входе таймера , фиг. 4d).

В табл. 1 представлен закон функционировани  одновибраторов 16 и 20. При помощи врем задающих конденсаторов и резисторов 17, 21 и 18, 22 соответственно, устанавливаетс  длительность импульсов, формируемых на выходах одновибраторов.

На инверсном выходе одновибратора 20 будет сформирован импульс сброса таймера (см. фиг. 4е) в том случае, если длительность высокого уровн  сигнала на инверсном выходе триггера 9 будет меньше или равна времени tn (см. фиг. 4Ь).

На пр мом выходе одновибратора 16 будет сформирован импульс счета сигналов от датчика (см. фиг. 4f) в том случае, если длительность высокого уровн  сигнала на инрерсном выходе триггера 9 будет больше времени tn. Так работает блок 2 анализа и формировани  импульсов счета. Импульсы счета с выхода блока 2 поступают на суммирующий вход блока 3 подсчета импульсов, который выдает с выходов групп двоично- дес тичных счетчиков сигналы на группы первых входов блока 4 пам ти, с групп выходов которого сигналы поступают на группы входов блока 5 дешифраторов и далее с групп выходов блока 5 на группы входов блока 6 дес тичных индикаторов

Блок 7 управлени  осуществл ет упрае-4 ление работой всех m каналов устройства. Перед началом работы нажимают лерек ю- чатель 29 НУ, что приводит к установке в нулевое состо ние (низкий потенциал на пр мом выходе) триггера 28 (этого достаточно дл  того, чтобы импульсы с выхода генератора 23 не проходили через элемент И 24 на вход с-етчика 30). обнулению счетчика 35. что приводит к установке на группе его четырех выходов нулевого адреса (А1, А2, A3, А4 0), а это вызывает установку низкого потенциала на первом выходе дешифратора 41 со свечением первого светодиода 43, соответствующего первому временному интервалу , продолжительность которого определ етс  от начала работы счетчика 30 после его обнулени  и до момента по влени  импульса на его выходе, который определ етс  коэффициентом пересчета этого счетчика; этот же нулевой адрес (А1, А2, A3, А4) поступает на группы адресных входов блоков пам ти в т каналах. После этого устройство готово к работе. Далее нажимают переключатель 25 Пуск. Это приводит к тому, что триггеры 27 и 28 соответственно будут установлены в единичное состо ние, а триггер 44 - в нулевое, при этом элемент И 24 будет пропускать импульсы с выхода генератора 23 на вход счетчика 30. Когда счетчик 30 досчитает до значени , при котором по витс  импульс на его выходе, по этому импульсу формирователи Ф1, Ф2, ФЗ, соединенные последовательно, сформируют импульсы, которые по в тс  тоже последоеательно на их выходах, причем каждый последующий импульс по витс  только после окончани  предыдущего , по его заднему фронту Так, импульс

на выходе формировател  Ф1 (сигнал W на выходе блока 7) приведет к тому, что будет произведена запись в блоки 4 пам ти содержимого блоков 3 подсчета импульсов в m каналах и установка в нулевое состо ние триггера 27, что запретит поступление на вход счетчика 30 импульсов с выхода генератора 23. Импульс на выходе Формировател  Ф2 вызовет по сигналу R на выходе блока 7 обнуление блоков 3 подсчета импульсов в m каналах, обнуление счетчика 30, увеличение на единицу содержимого счетчика 35. что вызовет изменение адреса (А1, А2, A3, А4), поступающего с группы адресных выходов блока 7 на группы адресных входов блоков 4 пам ти в m каналах, а также погаснет светодиод, св занный через рези-, стор с первым выходом дешифратора 41, и засветитс  светодиод, св занный через резистор со вторым выходом дешифратора 41, а это уже соответствует отсчету блоком 7 управлени  второго временного интервала работы устройства, и т.д. Количество временных интервалов работы устройства(общий цикл работы устройства) определ етс  тем, к какому из выходов дешифратора 41 будут подключены пр мой вход триггера 44 и второй вход элемента И 34. По вление импульса на выходе формировател  ФЗ вы- JOBCT установку в единичное состо ние триггера 27, что огГ ть разрешит прохождение на вход счетчика 30 импульсов с выхода генератора 23, при этом начнетс  отсчет следующего по пор дку временного интервала работы устройства. После того, как устройство отработало в течение всех временных интервалов, на последнем задействованном выходе дешифратора 41 (в данном случае тринадцатый выход) по вл етс  потенциал низкого уровн , это вызывает установку в единичное состо ние триггера 44, что запрещает поступление импульсов ча вход счетчика 30 с выхода генератора 23 и вызывает свечение тринадцатого светодиода 43 (Стоп), означающего конец отсчета временных интерва- лов работы устройства, т.е. это свидетельствует об окончании общего цикла работы устройства, происходит обнуление счетчика 35 с установкой на группе его адресных выходов А1. А2, A3, А4 нулевого адреса дл  блоков 4 пам ти и дешифратора 41, далее по вл етс  низкий уровень потенциала на первом выходе дешифратора 41, что, в свою очередь, вызывает свечение первого светодиода 43 На этом работа устройства заканчиваетс 

Дл  того, чтобы прочитать содержимое блоков 4 пам ти по всем адресам, определ емым адресными входами А1, А2. A3, А4 (куда ранее заносилась информаци  в течение каждого пор дкового временного интервала за полный цикл работы устройства),

необходимо последовательно нажимать переключатель 38 Шаг пошагового режима просмотра содержимого блоков 4 пам ти. При этом, в зависимости от того, какой по пор дку из свегодиодов 43 будет светитьс ,

можно определить, к какому пор дковому временному интервалу относитс  содержимое блоков 4 пам ти, высвечиваемое на блоках 6 индикации дл  каждого из m каналов устройства.

Claims (4)

1. Устройство дл  психофизиологических исследований, содержащее канал, состо щий из ключа датчика, блока пам ти, блока дешифрации и блока индикации, причем выходы блока пам ти соединены с входами блока дешифрации, выходы которого соединены с входами блока индикации, о т- личающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  устройства, в него введены m - 1 каналов, каждый из которых содержит блок подсчета импульсов и блок анализа и формировани  импульсов счета, а также блок управлени , первый выход которого соединен с первыми входами

блоков подсчета импульсов, вторые входы которых соединены с выходами блоков анализа и формировани  импульсов счета, входы которых соединены с выходами ключей датчиков, а группы выходов блоков подсчета

импульсов соединены с первыми входами блоков пам ти, вторые входы которых соединены с вторыми выходами блока управлени , третий выход которого соединен с третьими входами блоков пам ти.

2. Устройство поп. 1,отличающее- с   тем, что блок подсчета импульсов содержит К счетчиков, группа выходов каждого из которых соединена с группой выходов блока , причем старший выход каждого предыду щего по пор дку счетчика соединен с , первым входом последующего счетчика, первый вход первого счетчика соединен с первым входом блока, а вторые входы счетчиков соединены с вторым входом блока.

3. Устройство поп, 1,отличающее- с   тем, что блок анализа и формировани  импульсов счета содержит триггер, первые, вторые, третьи и четвертые конденсаторы и резисторы соответственно, диод, таймер,

первый и второй одновибраторы, а также элемент И, причем пр мой и инверсный входы триггера соединены с первым и вторым входами блока соответственно, пр мой выход триггера через первый конденсатор соединен с первым входом таймера и анодом диода, заактированного первым резистором , катод диода соединен с шиной положительного потенциала, а через второй, третий и четвертый резисторы - с вторым входом таймера, с первыми входами первого и второго одновибраторов соответственно, которые через второй, третий и четвертый конденсаторы св заны с шиной нулевого потенциала, с вторыми входами первого и второго одновибраторов соответственно, третий вход первого одновибратора соединен с четвертым входом второго одновибратора , с выходом таймера и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера и третьим входом второго одновибратора, а выход элемента И - с четвертым входом первого од- новибраторэ, пр мой выход которого св зан с выходом блока, инверсный выход второго одновибратора соединен с третьим входом таймера.

4. Устройство поп 1,отличающее- с   тем, что блок управлени  содержит генератор , первый, второй и третий переключатели , п&рвый-шестой элементы И, первый-четвертый трип еры, первый и второй счетчики, первый, второй и третий фор- мирователи импульсов, дешифратор, тринадцать светодиодов и резисторов соответственно , причем выход генератора соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены с пр мыми выходами первого и второго триггеров соответственно, его четвертый вход соединен с инверсным выходом четвертого триггера и через тринадцатые резистор и светодиод, включенные последовательно, с шиной положительного потенциала, а выход первого элемента И соединен с первым входом первого счетчика , второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход

й

д дысокии потенциал

f- пр мой бы ход - инверсный farxod

которого соединен с инверсным входом второго триггера, с вторым переключателем, соединенным с шиной нулевого потенциала , с первыми входами четвертого и п того

5 элементов И соответственно, а его второй вход соединен с выходом и входом второго итретьего формирователей соответственно, с вторым и первым входами п того и шестого элементов И соответственно, первый пе10 реключатель, соединенный с шиной нулевого потенциала и с пр мым и инверсным входами второго и четвертого триггеров соответственно,   также с первым входом второго элемента И, выход которого

15 соединен с пр мым входом первого триггера , инверсный вход которого соединен с выходом и входом первого и второго формирователей соответственно, а также с первым выходом блока, выход п того элемента

20 И соединен с вторым выходом блока, выход первого счетчика соединен с входом первого формировател , выход третьего формировател  соединен с вторым входом второго элемента И, пр мой и инверсный входы

25 третьего триггера соединены с шиной нулевого потенциала и контактами третьего переключател  соответственно, а его пр мой выход соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с пер30 вым входом второго счетчика, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с пр мым входом четвертого триггера и с тринадцатым выходом дешифратора, груп- 35 па выходов с первого по двенадцатый которого через группу последовательно соединенных резисторов и светодиода соответственно соединены с шиной положительного потенциала, а его группа входов с

40 первого по четвертый соединена с группами одноименных выходов второго счетчика и третьих выходов блока соответственно.

Табл. 1

e

f

Ґ

Ґ

П

Щиг.4

io

I