SU1149935A1 - Устройство дл измерени критической частоты световых мельканий - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ СВЕТОВЫХ МЕЛЬКАНИЙ , содержащее первый триггер, генератор, преобразователь напр жение-частота , последовательно соединенные первый и второй ждущие мультивибраторы, а также компаратор , регистратор, источник световых импульсов и кнопку испытуемого, причем один выход генератора соединен с входом компаратора, а другой с входом преобразовател  напр жение-частота , выход которого соединен с первым входом регистратора и источником световых импульсов, отличающеес  тем, что, с целью повьппени  точности измерени  при одновременном уменьшении времени измерений, в него введены пускова  кнопка, второй и третий триггеры, переключатель режимов, счетчик, кодовый формирователь, индикатор сбо , причем вход индикатора сбо  соединен с выходом компаратора , выходы первого, второго и третьего триггеров соединены через переключатель режимов с входом генератора, пускова  кнопка одним выходом соединена с первым входом первого триггера, а вторым - с первым входом счетчика, ;кнопка испытуемого соединена с вторым входом первого -триггера, входом первого (Л ждущего мультивибратора, первым с входом второго триггера и вторым входом счетчика, выходы первого и второго  узущих ь(ультивибраторов сое  динены соответственно с первым вхо дом третьего триггера, вторым входом регистратора и вторыми входами 4 второго и третьего триггеров, ко;о довый фо1Н4Ирователь соединен с тьим входом счетчика. СО СП

Description

.

Изобретение относитс  к медицинской технике и может быть использовано дл  диагностических исследований функционального состо ни  зрительного анализатора человека.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  КЧСМ, содержащее триггер, генератор , преобразователь напр жениечастота , первый и второй жду1цие мультивибраторы, компаратор $ кнопку испытуемого, регистратор, источник световых импульсов 1.

Однако известное устройство имеет значительную динамическую погрешность измерени , обусловленную изменением частоты за промежуток времени с момента достижени  критической частоты сли ни  мелькаНИИ до реакции испытуемого. В результате регистратор фиксирует частоту , отличную от действительного значени  критической частоты сли ний мельканий, наблюдаемого испытуемым в момент достижени  этого значени , испытуемый может проскочить момент достижени  КЧСМ, т.е. среагировать позднее, что приводит к . возникновению динамической погрешности измерени .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  при одновременном уменьшении времени измерений. I. .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  критической частоты световых мельканий (КЧСМ), содержащее первьй триггер, генератор, преобразователь напр жение-частота, последовательно соединенные первый и второй ждущие мультивибраторы, а также компаратор , регистратор, источник световых импульсов и кнопку испытуемого , причем один выход генератора соединён с входом компаратора, а . другой - с входом преобразовател  напр жение-частота, выход которого соединен с первым входом регистратора и источником световых импульсов , введены пускова  кнопка, второй и третий триггеры, переключатель режимов, счетчик, кодовый формирователь, индикатор сбо , причем вход индикатора сбо  соединен с выходом компаратора, выходы первого , второго и третьего триггеров соединены через переключатель режимов с входом генератора, пуско352

ва  кнопка одним выходом соединена с первым входом первого триггера, а вторым - с первым входом счетчика , кнопка испытуемого соединена с вторым входом первого триггера, входом первого  одущего мультивибратора , первым входом второго триггера и вторым входом счетчика, выходы nepiBoro и второго ждущих мультивибраторов соединены соответственно с первым входом третьего триггера, вторым входом регистратора и вторыми входами второго и третьего триггеров, кодовый формирователь соединен с третьим входом счетчика.

На фиг. t представлена структурна  схема устройства дл  измерени  КЧСМ; на фиг.. 2 - диаграмма алгоритма работы устройства.

Устройство дл  измерени  КЧСМ содержит пусковую кнопку 1, кнопку 2 испь1туемого, первый 3 и второй 4 ждущие мультивибраторы, первьй 5, второй 6 и третий 7 триггеры , переключатель 8 режимов, регистратор 9, генератор 10 линейноизмен емого напр жени , преобразователь ,11 напр жение-частота,

источник 12 световых импульсов, компаратор 13, индикатор 14 сбо . счетчик 15 числа измерений, кодовый формирователь 16.

Вход индикатора 14 соединен с

выходом компаратора 13, выходы триггеров 5-7 соединены через переключатель 8 с входом генератора 10, кнопка 1 первым выходом соединена с первым входом триггера 5

и первым входом счетчика 15. кнопка 2 соединена с первыми входами мультивибратора 3, триггера бис вторыми входами триггера 5, счетчи-. ка 15, выходы последовательно соединбнных мультивибраторов 3 и 4 соединены соответственно с первым входом триггера 7, вторым входом регистратора 9 и с вторыми входами триггеров 6 и 7, а выход кодового

формировател  16 соединен с третьим входом счетчика 15.

Триггеры 5-7 представл ют собой стандартные R-S-триггеры. Одновременно во включенном состо нии может находитьс  только один триггер. В качестве генератора 10 линейно измен емого напр жени  применен стандартный интегратор на ОУ с ре3

зисторами на входе, коммутируемыми переключателем 8, чтобы получить различную скорость нарастани  напр жени  на выходе генератора 10, а измен   пол рность входного напр жени  - измен ть направление интегрировани  (нарастание или падение выходного напр жени ). Счетчик 15 обеспечивает проведение определенного (заданного с помощью формировател  16) числа измерений КЧСМ в каждом испытании и производит (после испытани ) установку (по игане обнуление) блоков устройства в исходное состо ние.

Счетчик 15 выполнен на стандартной ИМС (типа К155ИЕ7), обеспечивающей параллельную и последовательную запись информации.

Погрешность измерени  КЧСМ, обусловленна  временной задержкой между моментом воспри ти  и ответной реакцией, определ етс  как FKMCM Vpt: (1)

где cfF - погрешность измерени 

КЧСМ, Гц-,

Up - скорость увеличени  частоты , Гц/Cj

Т - врем  простой двигательной реакции, с. .|

Если задатьс  допустимой погрещностью измерени  КЧСМ, равной

ис1с« Гц согласно (1) скорость увеличени  частоты световых мельканий Vp не может превышать

г Гц Р г 0,Гс

1 Гц/с, (2) Учитыва , что после каждого измерени  КЧСМ частота световых мельканий сбрасьшаетс  устройством-прототипом до начальной величины, то врем  одного измерени  в общем случае составл ет

. - FWMH -

И5М

(60-20) Гц .

(3) 40 с, .

где ,j. - максимально возможна  величина КЧСМ,

- Минимально возможна 

«ИН величина КЧСМ.

Обычно оценку КЧСМ провод т по дес ти измерени м с учетом поправки Стьюдента.

U99354

Таким образом, общее врем  испытани  на устройстве-прототипе составл ет

То5и пТ„,м до СЮ

(4)

5 400 с,

где То5 общее врем  испытани , Т из/л врем  одного измерени , п - количество измерени11 в

одном испь1тании.

o Устройство дл  измерени  КЧСМ работает следующим образом.

В исходном состо нии генератор 10 выдает на преобразователь 11 посто нное напр жение, соответствующее 5 минимальной (начальной) частоте

F.. световых мельканий. Преобразовап .

тель 11 преобразует это напр жение в частоту, котора  управл ет источником 12 (интервал О - Т) При

20 включении кнопки 1 (момент Т ) на вход разрещени  параллельной записи счетчика 15 поступает импульс, обеспечивающий запись в счетчике 15 числа, определ емого формирова5 телем 16, одновременно кнопка 1 включает триггер 5, который через переключатель 8 устанавливает генератор 10 в режим генерации быстромен ющегос  линейно нарастающего

0 напр жени  с крутизной S . Преобразователь 11 преобразует это напр жение в пропорционально измен ющуюс  частоту, котора - источником 12 преобразуетс  в световые импульсы, предъ вл емые испытуемому

(интервал Т - Т ). В момент сли ни  световых мельканий испытуемый нажимает кнопку 2 (момент Tj) , при этом включаетс  мультивибратор 3

0 и выключаетс  триггер 5, в результате чего генератор 10 вьщает на преобразователь 11 посто нное напр жение , соответствующее критической частоте FKP , а с выхода ждущего мультивибратора 3 на регистратор 9 поступает сигнал разрещени  регистрации частоты мельканий, соответствующей (интервал Tj- Tj). В момент Tj мультивибра5С тор 3 выключаетс  и своим задним ч фронтом включает мультивибратор 4 и триггер 7, который через переключатель 8 устанавливает генератор 10 в режим генерации линейно спадающего напр жени  с крутизной Зг (интервал Tj - Т), при этом частота уменьшаетс  от на фиксированную величину uF. В момент TIJ мультивибратор 4 выключает с  и своим задним фронтом включает триггер 6 и выключает триггер 7. Триггер 6 через переключатель 8 устанавливает генератор 10 в режим генерации медленно мен ющегос  линейно нарастающего напр жени  с крутизной Sj, преобразуемого по цепи генератор 10 - преобразователь 11 - источник 12 в световые импульсы (интервал Т - Т). В момент сли ни  световых мельканий ( момент Tj) испытуемый нажимает кнопку 2, при этом включаетс  мультивибратор 3 и выключаетс  триггер 6. Генератор 10 сохран ет на выходе посто нное напр жение, соответствующее С выхода мультивибратора 3 на регистратор 9 поступает сигнал разрешени  регист рации. В момент Т мультивибратор 3 выключаетс  и задним фронтом включает мультивибратор 4 и триггер 7. В интервале Тт уменьшение частоты происходит аналогично вьшеописанному (интервал Tj Т ), причем, учитыва , то, что кру тизна изменени  частоты 82 в процессе проведени  эксперимента остаетс  посто нной, можно, измен   длительность импульса, генерируемого мультивибратором 4 измен ть величину сброса частоты & (регулировкой Тсбросс) 2 момент TT сно ва включаетс  триггер 6 и цикл пов тор етс . При каждом нажатии кнопки 2 испытуемым из числа, записанного перёд испытанием в счетчике 15, вычитаетс  единица и при совпа дении числа проведенных измерений КЧСМ с числом, заранее занесенным в счетчик 15 с формировател  16, на его выходе по вл етс  сигнал обнулени , устанавливающий триггер 5-7 и переключатель 8 в исходное состо ние. Дл  проведени  нового ц ла измерений необходимо нажать кно ку 1 . В : том случае, когда испытуе пропустит момент сли ни  свето вых мельканий, тер ет смысл дальне шее увеличение частоты и компарато 13, установленный регул тором поро га на максимальное значение КЧСМ человека, вкл1бчает индикатор 14 сбо . Если испытателю априорно известно максимальное значение КЧСМ . конкретного испытуемого, то он с помощью регул тора порога компарат 56 ра 13 устанавливает индивидуальное значение порога. В процессе испытаний опытных образцов устройства на контингенте из 50 испытуемых было установлено, что диапазон разброса значений КЧСМ в процессе одного испытани  не превышает 1-2 Гц. Из этого следует , что величина сброса частоты ДР должна быть не менее этой величины , т.е. лР - должна гарантировать такое уменьшение частоты, чтобы испытуемый уверенно отличал мелькающий свет от непрерывного . В цел х правильной установки величины ЛР в устройстве предусмотрена ее регулировка изменением длительности интервала времени сброса частоты (интервалы Т, - Т , Т,) регул тором Таким образом, предлагаемое устройство в первом цикле испытани  производит оценочное определение значени  КЧСМ конкретного испытуемого при достаточно высокой скорости изменени  частоты световых мельканий , а затем ( ориентиру сь на эту величину) в последующих циклах испытани  каждое новое измерение начинаетс  не с начальной (как у прототипа), а с величины несколько меньшей (на величину йР) оценочного значени  КЧСМ данного испытуемого . Введение оценочного цикла, адаптирующего устройство к конкретному испытуемому, позвол ет резко сократить диапазон изменени  частоты световых мельканий и тем самым сократить общее врем  испытани . Такой алгоритм работы одновременно обеспечивает значительное повышение точности измерени  КЧСМ. Пусть, например,, скорость увеличени  частоты мельканий ТГр 1 Гц/с, дР 2 Гц. В этом случае на дес ть измерений: КЧСМ будет затрачено (не счита  оценочного) о.« - е О rfic 20 с. Врем  паузы и сброса можно не учитывать, так как оно составл ет 20-40 мс в каждом измерении. Как было показано выше (4), врем , затрачиваемое устройством-прототипом при аналогичной скорости увеличени  частоты и количестве испытаний, составл ет 400 с. Таким образом,

7

предлагаемое устройство сокращает врем  измерений в 400 с/ 20 с 20 раз при одинаковой методической погрешности, определ емой скоростью увеличени  частоты.

Очевидно, что увеличение времен измерени , позвол ет пропорционально уменьшить погрешность измерени  Так, например, увеличение времени испытани  до 2 мин, что согласуетс  с требовани ми физиологов, включающего дес ть циклов измерени  КЧСМ, скорость изменени  частоты Tip (при сохранении величины др 2 Гц) составит

49935

8 10

4Е 10

1Гр п , Т«Г 120 с 0,17 Гц/с

и (согласно (1)) погрешность измере5 ни  КЧСМ будет равна

tTf -S 0,17 Гц/с « 0,1 с 0,02 Гц.

Таким образом, предлагаемое устройство дл  измерени  КЧСМ дает to выигрыш по точности измерени  в 5 раз при выигрьше во времени в 3 раза, что уменьшает нагрузку зрительного анализатора испытуемого, уменьша  его утомление до допустимых пределов.

Рв9  орова

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ СВЕТОВЫХ МЕЛЬКАНИЙ , содержащее первый триггер, генератор, преобразователь напряжение-частота'’, последовательно соединенные первый и второй ждущие мультивибраторы, а также компаратор, регистратор, источник световых импульсов и кнопку испытуемого, причем один выход генератора соединен с входом компаратора, а другой с входом преобразователя напряжение-частота , выход которого соединен с первым входом регистратора и источником световых импульсов, отличающе е ся тем, что, с целью повышения точности измерения при одновременном уменьшении времени измерений, в него введены пусковая кнопка, второй и третий триггеры, переключатель режимов, счетчик, кодовый формирователь, индикатор сбоя, причем вход индикатора сбоя соединен с выходом компаратора, выходы первого, второго и третьего триггеров соединены через переключатель режимов с входом генератора, пусковая кнопка одним выходом соединена с первым входом первого триггера, а вторым - с первым входом счетчика, :кнопка испытуемого соединена с вто'рым входом первого -триггера, входом первого ждущего мультивибратора, первым входом второго триггера и вторым входом счетчика, выходы первого и второго ждущих мультивибраторов соеч динены соответственно с первым вхо дом третьего триггера, вторым входом регистратора и вторыми входами второго и третьего триггеров, кодовый формирователь соединен с третьим входом счетчика.

   SU .„.1149935 >

   1 . 1149935