Измеритель опорного давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСЩВМПИЕСиИРЕСПУБЛИК СЕ СИ 1 В 5/10 ИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТ Н АВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(7 1) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзеи Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.И.Приорова(56) Авторское свидетельство СССРВ 575088, кл. А 61 В 5/ 10, 1969.Патент США В 4 12840,кл. 128/2. 1978.(54) (5 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОПОРНОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащий две тензоплатформы и блок индикации, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью измерения отношения давления на опору,введены последовательно соединенные с выходами тензоплатформ сумматор, преобразователь напряжений вчисло Ешульсов, делитель числаимпульсов, подключенный выходом квходу блока индикации, блок управления, первые три выхода которого подключены соответственно к второму,третьему и четвертому входу преобразователя напряжений в число импуль-сов, четвертый выход - второму входуделителя числа импульсов, а пятыйвыход - к второму входу блока индикации, причем пятый вход преобразователя напряжений в число импульсовсоединен с выходом первой тензоплатформы..Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при решении задач по реабилитации утраченных двигательных функдий нижних конечностей в профилактической медицине, в йрактике протезирования и протезостроения, при проведении биомеханических исследований.На фиг. 1 изображена блок в схе измерителя опорного давления, на фиг, 2, 3 и 4 - принципиальные схемы устройства преобразования напряжений в число импульсов, устройства управления и устройства индикации . соответственно.Цель изобретения - измерение отношения давления на опору.Устройство (фиг.1) содержит две тензометрические платформы 1 и 2, причем на платформе 1 установлены три мостовые тензометрические схемы 3, 4 и 5, подсоединенные соответственно к усилителям 6, 7 и 8, выходы которых соединены с входами первого сумматора 9, а на платформе 2 установлены аналогично соединенные мостовые тензометрические схемы 10, 11 и 12 с усилителями 13, 14 и 15, подключенными выходами к входам второго сумматора 16, выход которого соединен с входом третьего сумматора 17. Выход последнего подключен к входу устройства 18 преобразования напряжений в число импульсов (УПОНЧИ). Выход установки нуля ("Уст. 0") устройства 21 управления (УУ) подсоединен к соответствующим входам делителя 19 числа импульсов и устройства 20 индикации, Выходы сброса (Сброс"), разрешения измерения ГРазр,изм.") и счетных импульсов ( Счет.имп.") устройства 21 управления соединены с соответствующими входами устройства 18 преобразования напряжений в число импульсов. Устройство 18 преобразования напряжений в число импульсов (Фиг 2) содержит управляемый интегратор 22, собранный на основе операционного усилителя, коммутация которого осуществляется транзистором 23, подключенным своим стоком к выходу, а истоком к входу операционного усилителя интегратора 22, выход которого соединен с регулируемым делителем напряжения на резисторах 24 и 25, Выход этого делителя соединен 214087с иняертирующим входом компаратора 26, на выход которого подключен диодный ограничитель, состоящий из диода 27 и резистора 28. Катод диода 27 соединен с входом элемента 2 И-НЕ 29, выход которого подключен к входу сброса триггера 30, прямой выход которого соединен с входом элемента 2 И-НЕ 31, а инверсный выход - с затвором транзистора 23, К второму входу элемента 29 подключен выход сброса устройства 2 1 управления, а к тактовому входу триггера 30 - выход разрешения измерения того же устройства 2 1 управления. К второму входу элемента 31 подключен выход счетных импульсов устройства 2 1 управления. Вход операционного усилителя интегратора 22 через резистор 32 подключен к выходу сумматора 9, а неинвертирующий вход компаратора 26 - к выходу сумматора 17. Информационный вход 0-триггера 30 подключен к плюсу напряжения питания, соответствующего уровню логической единицы.1Устройство 2 1 управления (фиг.3) содержит кнопку 33 "Пуск" и схему устранения дребезга контактов, состоящую из элементов 2 И-НЕ 34 и 35. Выход элемента 34 подключен через инвертор 36 к тактовому входу триггера 37, а выход элемента 35 через элемент 2 И-НЕ 38 - к входу сбросатриггера 37. Выход элемента 35 является выходом сброса (" Сброс" ), а выход элемента 34 - выходом установки нуля ("Уст. 0") устройства 2 1 управления. Кроме того, устройство управления содержит генератор счетных импульсов на основе элементов 2 И-НЕ 39, 40 и 41, Выход этого генератора через элемент 2 И-НЕ 42 подключен к счетному входу 15-разрядного двоичного счетчика 43, а также является выходом счетных импульсов (" Счет, имп. ") ус тройства 21 упр авления. К входу сброса счетчика 43 подключен выход элемента 34, Выход девято го разряда счетчика 43 является выходом разрешения измерения (нРазр. изм. ) устройства управления, а выход пятнадцатого разряда через инвертор 44 и элемент 38 подключен к входу сброса триггера 37. Прямой выход триггера 37 подсоединен к второму входу элемента 42. Информационный вход 0-триггера 37 подсоеди 121408740 45 50 нен к плюсу напряжения питания, соответствующему уровню логической единицы.Устройство 20 индикации (фиг.4) содержит два последовательно соединенных декадных счетчика 45 и 46, совмещенных с дешифраторами для работы с сегментными индикаторами, и два одноразрядных сегментных индикатора 47 и 48, подключенных к соответствующим выходам двшифраторов, которые образуют двухдекадный счетчик, дешифратор и двухразрядный цифровой индикатор.Делитель 19 числа импульсов выполнен иэ 5-разрядного двоичного счетчика. Вход счетчика является входом делителя, а выход 5-го разряда счетчика - выходом делителя. Вход сброса счетчика подсоединен к соответствующему выходу устройства 21 управления.Устройство работает следующим образом.При нажатии кнопки 33 "Пуск" схема устранения дребезга контактов (элементы 34 и 35) формирует сигналы установки нуля и сброса, вызывая тем самым сброс триггера 37, счетчика 43, делителя 19 числа импульсов, устройства 8 преобразования напряжений в число импульсов и устройства 20 индикации. После отпускания кнопки 33 на выходе элемента 36 формируется перепад напряжения, переводящий триггер 37 в состояние логической единицы. С переключением триггера 37 открывается элемент 42, разрешая прохождение счетных импульсов, следующих с частотой 256 Гц от генератора (элементы 39, 40 и 41) на счетный вход счетчика 43. На выходе девятого разряда счетчика 43 формируется последовательность импульсов разрешения измерения с частотой 0,5 Гц. Разряды счетчика с 10 по 15 обеспечивают счет 32 импульсов разрешения измерения. После формирования 32-го импульса разрешения измерения триггера 37 сбрасывается импульсом свыхода 15 "го разряда счетчика 43 через инвертор 44 и элемент 38. При этом закрйвается элемент 42, запрещая 5 1 О 15 20 25 30 35 прохождение счетных импульсов навход счетчика 43, и цикл измерениязаканчивается.Каждый из 32 сформированных импульсов разрешения измерения поступает на устройство 18 преобразования напряжений в число импульсов и устанавливает триггер 30 в состояние логической единицы, что соответствует началу измерения. Счетные импульсы начинают проходить через элемент 31 на выход устройства преобразования отношения напряжений в число импульсов. С переключением триггера 30 закрывается транзистор 23 и начинается интегрирование напряжения с выхода сумматора 17, поступающего на вход интегратора. Это напряжение соответствует суммарной нагрузке на обе платформы, т.е.весу испытуемого. Когда напряжение с выхода интегратора, после деления на резистивном делителе напряжения 24, 25 станет равно напряжению, поступающему на неинвертирующий вход компаратора 26 и соответствующему нагрузке на первую платформу, т.е. нагрузке на одну из ног, произойдет переключение компаратора 26, что вызовет сброс триггера 30 и, как следствие, сброс напряжения на выходе интегратора 22 и запрещение прохождения счетных импульсов на выход устройства 18 преобразования напряжений в число импульсов.Счетные импульсы с выхода устройства 18 преобразования отношения напряжений в число импульсов будут проходить через делитель 19 числа импульсов на 32 и накапливаться в двухдекадном счетчике 45, 46 устройства 20 индикации.Таким образом, в конце цикла измерения в счетчике 45, 46 будет записано число, пропорциональное отношению средней нагрузки на одну из ног за промежуток времени к весу человека.Новый цикл измерения начинается после каждого нажатия кнопки 33 "Пуск".