SU998879A2 - Электронный эргометр - Google Patents

Description

(Sk ЭЛЕКТРОННЫЙ ЭРГОМЕТР

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к приборам медицинской диагностики, используемым дл  измерени  и регистрации работы и мощности движущегос  человека , например, при ходьбе или беге.

Известен электронный эргометр по авт. св. № 957013, содержащий сейсмодатчик , блок управлени , два мультивибратора , один двоичный счетчик, счетчик работы, счетчик мощности, смеситель, регулируемый таймер, блок установки интервалов таймера, вентиль , блок установки индивидуальных данных человека, блок установки допустимого порога нагрузок, регистр, блок установки порога мощности, три блока-сравнени , блок установки нул , вентиль, индикатор, элемент ИЛИ, кнопку и блок питани  tl3Измерение мощности известным электронным эргометром производитс  путем подсчета количества работы за интервал времени, выбранный при поМОЩИ регулируемого таймера. Временной интервал регулируемого таймера может выбиратьс  в широких пределах в зависимости от поставленной задачи иследовани , например 1 с, 10 с, 1 мин и т.д. Так как с выхода делител  частоты ( двоичного счетчика ) .поступает электрический импульс, эквивалентный 100 кгм, то за короткие интервалы времени, например 1 с, 10 с,человек может и не совершать такую работу, мощность может оказатьс  равной нулю, .что не соответствует действительности.

Цель изобретени  - повышение . точности измерени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что эргометр снабжен вторым двоичным счетчиком, счетный вход которого соединен через один из входов вентил , соединенного вторым входом с выходом регулируемого таймера, со счетным входом счетчика мощности и с выходом первого двоичного счетчикау 9 установочный вход соединен с бло ком установки нул  и установочными входами счетчика работы, индикатора, счетчика мощности, регистра и первого двоичного счетчика, а выход соединен со счетным ВХОДОМсчетчика ра боты. На чертеже представлена структурна  схема электронного эргометра. Электронный эргометр -состоит из сейсмодатчика 1, блока 2 управлени , высокочастотного мультивибратора 3 двоичного счетчика 4, двоичного сче чика 5, счетчика 6, индикатора 7, блока 8 установки допустимого порога нагрузок, блока 9 сравнени , блока 10 установки индивидуальных данных человека, низкочастотного мультивибратора 11, смесител  12, регули pyeMoho таймера 13, блока 1 установки интервалов таймера,вентил  15, счетчика 1б мощности, регистра 17, блока 18 сравнени  мощности, блока 19 установки порога мощности, блока 20 сравнени  мощности, вентил  21, кнопки 22, элемента ИЛИ 23,блока 2k установки на ноль, блока 25 питаВыход сейсмодатчика 1 подключен к ВХОДУ блока 2управлени , выход кото рого-соеди нен с первым входом высоко частотного мультивибратора З-Диапазон частот мультивибратора 3 регулируЙУс  блоком 10 установки индивидуальных данных человека. Выход мультивибратора 3 соединен со счетным входом двоичного счетчика и первым входом смесител  12. Двоичный счетчик Ц подключен к первому входу вентил  15 и к счетному входу двоичного счетчика 5, выход которого соединен со счетным входом счетчика 6. Выходы счетчика 6 соединены с первыми инфopмaциoнны и входами индикатора 7 и первыми входами блока 9 сравнени . Блок 8 установки допустимого порога.нагрузки подключен ко вторым входам блок 9 сравнени  , выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 23, а выход последнего под ключен ко второму входу мультивибрат ра 3 и к управл ющим входам двоичног счетчика 4 и низкочастотного мультивибратора 11, выход которого подкл чен ко второму входу смесител  12. В ход смесител  12 соединен с сигнальным входом индикатора 7. Ко второму входу вентил  15 подключен таймер 4 13, временной интервал которого регулируетс  блоком 14 установки интервала таймера. Выход вентил  15 подключен через счетчик 1б ко входам регистра 17 и первым входам блока 18 сравнени , вторые входы которого св заны с первыми входами блока 20 сравнени  и вентил  21 и подключены к выходам регистра 17. Выход блока 18 сравнени  подключен к управл юш.ему входу регистра 17, выход блока 20 сравнени  - ко второму входу элемента ИЛИ 23. Вторые входы блока 20 сравнени  подключены к выходам блока 19 установки порога мощности. Кнопка 22 подключена к управл ющему входу индикатора 7 и второму входу вентил  21, выходы которого подключены ко вторым информационным входам индикатора 7 Выход блока 24 установки в ноль св зан с установочными входами блоков А,5,6,7,16 и 17. Второй установочный вход счетчика 16 соединен с выходами таймера 13 и вторым входом вентил  15. Эргометр работает следующим о разом . Предварительно переключатель блока 10 установки индивидуальных данных устанавливают в положение, соответствующее индивидуальным данным конкретного человека (весу, росту, средней длине шага, темпу движени ). Переключателем блока 8 допустимого порога нагрузок устанавливают допустимое значение работы дл  данного человека. Переключателем блока 14 установки интервалов таймера устанавливают врем , за .которое будет оцениватьс  значение пиковой мощности, а переключателем блока 19 установки порога мощности устанавливают допустимый порог мощности дл  данного (определенного) человека. При включении питани  с помощью блока 24 установки в ноль производитс  автоматическа  установка в ноль блоков 4,5,6,7,16 и 17. Электронный эргометр подготовлен к работе. При этом с выхода блока 9 сравнени  или с выхода блока 20 сравнени  поступает сигнал через элемент ИЛИ 23 на вход мультивибратора 3 и управл ющие входы двоичного счетчика 4 и мультивибратора 11. Вследствие этого счетный вход двоичного счетчика 4, представл ющи. . собой / слитель частоты, окажетс  открытым дл  599 поступлени  импульсов в двоичный счетчик k с выхода мультивибратора 3, который во врем  действи  управл ющего импульса с выхода блока 2 управлени  будет их генерировать, мультивибратор 11 окажетс  заблокированным , смеситель 12 - закрытым по выходу мультивибратора 11. При ходьбе или беге человек совершает колебательное движение в вертикальной плоскости. Амплитуда этих колебаний зависит от индивидуальных данных человека (веса, роста и т.п.), но в среднем составл ет 1,5-3 см. Сей смодатчик 1 воспринимает эти колеба- 15

ни  и преобразует их в электрический сигнал, который поступает в блок 2 управлени . На выходе последнего, образуютс  импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде ко-20 лебаний центра т жести человека. Эт импульсы поступают на соответствую щий вход мультивибратора 3, который генерирует высокочастотные импульсы во врем  действи  управл ющего импульса . Частота генерации мультивибратора 3 определ етс  положением переключател  блока 10. Пачки импульсов с выхода мультивибратора 3 поступают на счетный вход двоичного счетчика Ц, который представл ет собой.многоразр дный счетчик с посто нным коэффициентом делени  (делитель частоты). С выхода двоичного счетчика k импульсы, эквивалентные 1 кгм, поступают на счетный вход дво ичного счетчика 5, второго делител  частоты, а также на первый вход вентил . 15. С выхода двоичного счетчика 5 импульсы, эквивалентные 10 кгм, по ступают на счетный вход счетчика 6. Двоичный код с выхода счетчика 6 одновременно поступает на блок 9 сравнени  и на индикатор 7, который индицирует значение проделанной работы в соответствующих единицах. При соответствии кода с выходов счетчика 6 коду допустимого порога нагрузки, установленного с помощью переключател  блока 8, на выходе блока 9 сравнени  формируетс  сигнал Резерв исчерпан, который поступает через элемент ИЛИ 23 на соответствующий вход мультивибратора 3, последний начинает генерировать импульсы высокой частоты непрерывно. Сигнал Резерв исчерпан одновременно поступает на управл ющий вход двоичного счетчика k и запрещает

по выходу двоичный счетчик закрыт, то на выходе счетчика 6 будет код, равный предварительно установленному допустимому порогу нагрузки, . 9 этим прохождение импульсов с выхода мультивибратора 3 на счетный вход двоичного счетчика k, а также поступает на управл ющий вход мультивибратора 11 и обеспечивает режим генерации последнего. Низкочастотный сигнал с выхода мультийибратора 11 и высокочастотный сигнал с выхода мультивибратора 3 поступает в смеситель 12, на выходе которого получаютс  пачки импульсов. Частота , поступлени  пачек импульсов равна частот.е мультивибратора 11, а часто-. та запопн ющих импульсов в пачке частоте мультивибратора 3- Так как значение которого будет индицироватьс  цифровым табло индикатора 7. Кроме того, сигнал с выхода смесител  12 поступает на индикатор 7, чем обеспечиваетс  подача прерывистого звукового сигнала и мигание цифр шкалы индикатора 7, что привлекает внимание человека. Измерение мощности, развиваемой человеком во врем  ходьбы или бега, осуществл етс  следующим образом., С выхода двоичного счетчика k импульсы поступают на первый вход вен- тил  15, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал с выхода таймера 13. Коэффициент делени  двоичного счетчика выбран таким, что при заданной частоте мультивибратора 3 (в зависимости от индивидуальных данных человека) импульс с выхода этого счетчика эквивалентен 1 кгм вывыполненной человеком работы за один шаг. Длительность разрешающего сигнала с выхода таймера 13 определ етс  положением переключател  блока 1 установки интервалов таймера . Таким образом, в интервал времени , в течение которого вентиль 15 открыт, в счетчик 16 поступают импульсы с выхода двоичного счетчика . В счетчике 16 образуетс  двоичный код, соответствующий мощности, раз- . виваемой человеком во врем  ходьбы или бега за данный отрезок времени. По истечении заданного интервала времени код с выхода счетчика 1б поступает в блок 18 сравнени , где сравниваетс  с кодом регистра 17. В регистре 17 хранитс  код, соответствующий мощности, которую развил человек во врем  ходьбы или бега в один из предшествующих отрезков времени. Если же код счетчика 16 оказываетс  по величине меньше кода регистра 17, то код в регистре 17 сохран етс , а при образовании на выходе таймера 13 очередного разрешающего сигнла счетчик 16 устанавливаетс  в состо ние ноль, открываетс  вентиль 15 и осуществл етс  измерение мощности в очередной интервал времени. В счетчике 16 образуетс  новый код. Если за какой-то интервал времени код счетчика 16 станет больше по величине кода регистра 17, то на выходе блока 18 сравнени  образуетс  сигнал, посредством которого код со счетчика 16 перепишетс  в регистр 17- После этого под действием сигнала с таймера 13 счетчик 16 установитс  в состо ние ноль и начнетс  измерение мощности в последующий интервал времени.

Таким образом, в регистре 17 сохранитс  код., соответствующий максимальной мощности, которую развил человек при ходьбе или беге.

Код регистра 17 сравниваетс  в блоке 20 сравнени  с пороговым значнием ,установленным предварительно с помощью переключател  блока 19 установки порога пиковой мощности. При достижении порога пиковой мощности на.,выходе блока 20 сравнени  образуетс  сигнал, который поступит через |элемент ИЛИ 23 на вход мультивибратора 3 и управл ющие входы делител  частоты (двоичного счетчика 4) и мультивибратора 11. Включитс  анач логичным образом знакова  и визуальна  индикаци  индикатора 7.

Величину пиковой мощности визуально можно считывать в индикаторе 7. Дл  этого необходимо нажать кнопку 22. Вследствие этого откроетс  вентиль 21 и код с выходов регистра 17 поступит г индикатор 7. При этом сигнал кнопки 22 запретит поступление кода с выхода счетчика 6 в индикатор 7.

При включении питани  электронный эргометр тер ет всю накопленную информацию .

Мультивибратор 3 выполнен с частотнозадающей цепочкой , в которую включен переключатель блока 10 установки индивидуальных данных человека. При этом частота мультивибратора 3 выбрана в диапазоне звуковых частот с целью использовать частоту мультивибратора 3 непосредственно и дл  звуковой индикации . ,

Введение в электронный эргометр второго двоичного счетчика 5 (делител  частоты) позвол ет повысить точность при измерении мощности, что делает возможным применение электронного эргометра как .в практике лечебной физкультуры и санаторно-курортной службы, так и при различных исследовани х человеческого организма в экстремальных услови х, при интенсивных спортивных трениррвка х или в космических полетах.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 957019, кл. G 01 L 5/10, 30.Об.78.