Динамометрический тестер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 04 9 51)5 А 61 В 5/ Я 7 Я-,.Н .т РЕ Н ЕЛЬСТВ он ав томатиабот "Мех- научное ноль ейма р. Воздейи вопросы олго-Вят. о СССР 5, 1987. ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Специализированноеское бюро по механизациизации слесарно-сборочныхинструмент" и Горьковскииисследовательский инститтруда и профзаболеваний(57) Изобретение относится к медицинской технике и позволяет расширить диапазон измеряемых величин. Сигнал с датчикаусилий через усилитель 2 и аналоговое запоминающее устройство 15 поступает через первый коммутатор 17 и второй коммутатор 8 на аналогоцифровой преобразователь 3, информация с которого поступает на цифровое отсчетное устройство 4. В режиме программирования генератор пилообразного напряжения через коммутаторы 17 и 18 соединяется с блоком 3, сигналы с выхода которого записываются в блок 14 памяти, коммутацию адресов которого осуществляет генератор 11 импульсов1600704 блока 20 поступает на вход управления электронного секундомера 13, а элемент НЕ 19 поступает на первый 5вход блока 8. Сигнал с выхода блока 22-1 также поступает на 3-вход первого триггера 7, с выхода которого сигнал поступает на второй вход блока 8. Сигналы обнуления с выхода вто О рой кнопки 24 управления поступаютна блоки 5, 7, 13, 15, 21-1 - 21-п.2 нл,Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствамдля исследования силы и статическойвыносливости (СВ) мьппц кисти рук,и может быть использовано для оценки функционального состояния двига 1тельного анализатора в условиях различного рода производственной и спортивной деятельности, тренировочнойи экспериментальной практики, а такжепри проведении периодических и предваритительных профосмотров и профотбора,Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых величин,На фиг. 1 приведена функциональнаясхема динамометрического тестера;на фиг. 2 " временные диаграммы, поясняющие работу тестера,Динамометрический тестер содержитд татчик 1 усилий, выходом подключенныйк входу усилителя 2, аналого-цифровойпреобразователь САПП) 3, информационными выходами подключенный к входамцифрового отсчетного устройства 4,счетчик 5, выходами подключенный квходам дешифратора 6, первый триггер7, элемент И 8, первый элемент НЕ 9,. элемент 10 временной задержки, генера оатор 11 импульсов, элемент 12 инди 3кации, электронный секундомер 1блок 14 памяти, аналоговое запоминающее устройство 15 максимума, генераторатор 16 пилообразного напряжения,е,. 50ва коммутатора 17 и 18, второй элемент НЕ 19, первый элемент ИЛИ ипо числу выходов дешийратора 6, вторые тригиггеры 21 -21 и вторые элементы ИЛИ 22 -22 выходами через сооти 55ветствующие элементы 12 индикацииподключенные к общей нулевой шине,первьюи входами - к выходам предыдущих элементов, а вторыми входами -и счетчик 5 импульсов, а управлениезаписью - первая кнопка 23 управления. Блок 5 через дешифратор 6 иблок 14 через вторые триггеры 21-121-п управляют работой элементов 12индикации через вторые элементы ИЛИ22-1-22-п, первый элемент НЕ 9 и элемент И 8. Сигнал с выхода элементаИЛИ 22-1 поступает на элемент ИЛИ 20непосредственно и через элемент 10воеменной задержки. Сигнал с выхода к выходам соответствующих триггеров 21 1 - 21, тактирующими входами в подключенных к выходу блока 14 памяти, а Д-входами - к соответствующим выходам дешифратора 6, Выходы счетчика 5 импульсов подключены к адресным входам старших разрядов блока 14 памяти, адресными входами младших разрядов подключенных к информационным выходам АЦП 3. Выход усилителя 2 через аналоговое запоминающее устройство 15 максимума подключен к первому входу первой группы входов первого коммутатора 17,. первым выходом подключенного к первому входу первой группы входов второго коммутатора 18. Второй вход первой группы входов первого коммутатора 17 подключен к выходу генератора 16 пилообразного напряжения, первый вход второй группы входов первого коммутатора 17 подключен к выходу генератора 11 импульсов, второй вход через первую кнопку 23 подключен к шине "Напряжение логической единицы", а второй выход - к счетному входу счетчика 5 импульсов и информационному входу блока 14 памяти. Первый вход третьей группы входов первого коммутатора подключен к шине "Напряжение логической единицы", второй вход - к общей нулевой нине, а выход - к входу "Запись-чление" блока 14 памяти.Второй вход первой группы входов второго коммутатора 18 подключен к выходу усилителя 2, а выход - к входу АЦП Первый вход второй группы входов второго коммутатора 18 подключен к шине "Опорное напряжение", второй вход - к первому выходу первого коммутатора 17, а выход - к входу "Опорное напряжение" АЦПЗ. Выход1600704 45 50 5первого элемента 22 1 группы вторыхэлементов ИЛИ 22,-22 и через первыйэлемент НЕ 9 подключен к установочному 8-входу первого триггера 7,входу элемента 10 временной задержки и первому входу первого элементаИЛИ 20, вторым входом подключенногок выходу элемента 10 временной задержки, выходом - к входу Счетэлектронного секундомера 13, и входувторого элемента НЕ 19, выходом подключенного к первому входу элементаИ 8, вторым входом подключенного квыходу первого триггера 7, а выходомчерез элемент 12 индикации - к общейнулевой шине. Вход "Сброс" электронного секундомера и аналогового запоминающего устройства максимума иустановочные К-входы триггеров исчетчика импульсов через вторую кнопку 24 управления подключены к общейнулевой шине, а выход первого элемента НЕ 9 через элемент 12 йндикацииподключен к общей нулевой шине.Динамометрический тестер работает следующим образом,В начале работы осуществляют программирование блока 14 памяти, прикотором в блок памяти заносится цифровой код в процентах к МС величиныминимально допустимого усилия, максимально допустимого усилия, а также ряда промежуточных значений изинтервала, образованного значениямиминимально и максимально допустимогоусилия. Для этого коммутатором 17устанавливают режим "Программирование". При этом блок 14 памяти переводится в режим "Запись" счетныйвход счетчика 5 импульсов и информационный вход блока 14 памяти черезкнопку 23 управления соединяютсяс шиной "Напряжение логической единицы", а на вход АЦПЗ (построенного,например, на базе БИС КР 572 ПВ 2 А) начинает поступать возрастающее напряжение с выхода генератора 16 пилообразного напряжения, скорость изменения которого устанавливается равнойединице младшего программируемогоразряда цифрового отсчетного устрой-,ства 4. в 1 с (например, 1 Х в 1 с),АЦПЗ осуществляет преобразованиепоступающего на вход напряжения с .выхода генератора 16 пилообразного напряжения в цифровой код, индикациякоторого осуществляется при помощицифрового отсчетного устройства 4,Так как скорость, аналого-циФрового 6преобразования (например, БИСКР 572 ПВ 2 А) составляет 20 измеренийв 1 с, то при плавном изменении напря 5жения на выходе генератора 16 пилообразного напряжения цифровой код наинформационных выходах АЦП последовательно принимает все свои значения.С информационных выходов АЦПЗ цифровой код поступает на адресные входымладших разрядов блока 14 памяти ина входы цифрового отсчетного устройства 4. При появлении на цифровомотсчетном устройстве значения (в процентах к МС), соответствующего минимально допустимому усилию (например,507), производят нажатие кнопки 23управления При этом по адресу кодаминимально допустимого усилия в блок20. 14 памяти производится запись логической единицы. При отпускании кнопки 23 управления счетчик 5 по заднемуфронту импульса на счетном входе переключателя переходит в следующее2 состояние, цифровой код на адресныхвходах старших разрядов блока 14 памяти изменяется, чем осуществляетсяподготовка блока памяти к записи следующей информации. Запиць следующейинформации осуществляется аналогично.После окончания программированиякоммутатором 17 динамометрическийтестер переводится в состояние "Работа", а коммутатором 18 устанавливается режим Подготовка",В режиме Подготовка производится определение максимальной МС, развиваемой пациентом. При этом пациентом производится нагрузка датчикаусилий максимальной величиной усилия.Датчик преобразует механическое усилие в электрический сигнал, амплитуда напряжения которого пропорциональна величине приложенного усилия. Максимальное значение напряжения запоминается в аналоговом запоминающем устройстве 15 максимума, а его цифровой эквивалент индицируется цифровым отсчетным устройством.Затем тестер коммутатором 18 переводится в режим "Тестирование".В режиме "Тестирование" пациент должен развить усилие, находящеесяв интервале, образованном минимальнои максимально допустимым усилием,величины которых (в процентах к МС)заносятся в блок 14 памяти при программировании. В режиме Тестирование" на входнапряжение с выхода аналогового запоминающего устройства 15 максимума,пропорциональное МС, а на информационный вход - напряжение, пропорциоНальное усилию, развиваемому пациентом в режиме "Тестирование",Так как функция преобразованияАЦП (например, КР 572 ПВ 2 А) имеет вид 10М = 100 (1)11 опгде М - цифровой код;П - напряжение на информационЬХном входе;Ц - величина опорного напряжерпния,то в режиме "Тестирование" выражение(1) можно записать следующпм образом: 35 м = 1 ооо Ъ" , (г) гоЦмсгде Б - напряжение с выхода аналомсгового запоминающего уст-.ройства 15 максимума.Таким образом, показания цифрового 25 отсчетного устройства 4 в режиме "Тестирование" соответствуют величине усилия, развиваемого йациентом (в процентах к МС)причем показания младшего разряда - в десятых долях процента.При достижении пациентом заданного минимально допустимого усилия в процентах к МС (например 507 МС) код на выходах АЦП совпадает с кодом, по адресу которого в блок 14 памяти записана логическая единица. На выходе блока 1.4 памяти появляется импульс, которым триггер 21 устанавливается в единичное состояние, на вы О ходе элемента ИЛИ 221 появляется напряжение логической единицы, а на выходе элемента НЕ 9 - логического ну 1 11 ля, элемент 12 индикации Прибавитьгаснет и загорается элемент 12 инди кации "Норма".С,выхода элемента ИЛИ 22 1 напряжение логической единицы поступает на вход "Счет" электронного секундомера 13 и счетчик 5 секундомера 13 начинает производить отсчет времени удержания.Если пациент прикладывает большее усилие, то загорается второй, а затем третий и так далее элементы 12 индйкации. При достижении и превышении пациентом максимально допустимого значения усилия код на выходах АЦП совпадает с кодом, по адресу которого в блок 14 памяти записаналогическая единица, на выходе блокапамяти появляется импульс, которымтриггер 22устанавливается в единичное состояние на выходе элементаИЛИ 22 появляется напряжение логиЙческой единицы и загорается элемент12 индикации "Убавить", сигнализирующий о том, что нужно ослабитьусилие.При утомлении пациента происходитослабление усилия, Когда усилие становится меньше минимально допустимойвеличины, триггер 21, устанавливается в нулевое состояние, на выходеэлемента ИЛИ 22устанавливается напряжение логического нуля, индикатор 12 "Норма" гаснет и загораетсяиндикатор "Прибавить".Если до истечения времени задержки усилие не достигает вновь минимально допустимой величины, то на выходеэлемента 10 временной задержки появляется напряжение логического нуля,которое поступает на вход "Счет"электронного секундомера 13 и отсчет,времени прекращается. Одновременноначинает выполняться условие совпадения для элемента И 8, на его выходепоявляется напряжение логической единицы и загорается индикатор 12 "Конец измерения".Для осуществления тестированияследующего пациента нажимают кнопку24 управления, при этом происходитсброс показаний электронного секундомера 13 и аналогового запоминающегоустройства 15 максимума, установкатриггеров и счетчик импульсов в исходное состояние, чем осуществляется подготовка тестера к следующему измере-нюо,Формула изобретенияДинамометрический тестер, содержащий датчик усилий, выходом, соединенный с входом усилителя, аналого-цифр 1 вой преобразователь, информационными выходами подключенный к входам цифрового отсчетного устройства, счетчик импульсов, выходами соединенный с входами дешифратора, первый триггер, элемент И, первый элемент НЕ, элемент временной задержки, генератор импульсов, элемент индикации и электронный секундомер, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расши1 б 00704рения диапазона измеряемых величин,в него введены две кнопки управления,блок памяти, аналоговое запоминающееустройство максимума, генератор пилообразного напряжения, два коммутатора, второй элемент НЕ, первый элементИЛИ по числу выходов дешифратора вторые триггеры, вторые элементы ИЛИ ивторые элементы индикации, причемвторые элементы ИЛИ выходами черезсоответствующие элементы индикацииподключены к общей нулевой шине, первыми входами - к выходам предыдущихэлементов индикации, а вторыми входами - к выходам соответствующихтриггеров, тактирующими входами соединенных с выходом блока памяти,а Д-входами - с соответствующимивыходами дешифратора, выходы счетчика импульсов подключены к адреснымвходам старших разрядов блока памяти, адресными входами младших разрядов соединенного с информационнымивыходами аналого-цифрового преобразователя, выход усилителя через пер-вый замыкающий контакт второго коммутатора подключен к входу аналогоцифрового преобразователя, а черезаналоговое запоминающее устройствомаксимума, первый размыкающий контактпервого коммутатора и первый размыкающий контакт второго. коммутаторасоединен также с входом .аналого-цифрового преобразователя, шина "Опорное напряжение" через второй размыкающий контакт второго коммутатора,а выход генератора пилообразногонапряжения через первый замыкающийконтакт первого коммутатора и второйзамыкающий контакт второго коммутатора подключены к входу Опорноенапряжение" аналого-цифрового преоб-. оразователя, выход первого замыкающегоконтакта первого коммутатора такжесоединен с входом первого размыкающе 5го контакта второго коммутатора, выход генератора импульсов через второй размыкающий контакт первогокоммутатора, а шина "Напряжение логической единицы" через первую кнопку1 О управления и второй замыкающий контакт первого коммутатора подключенык счетному входу счетчика импульсови информационному входу блока памяти,шина "Напряжение логической единицы"через третий размыкающий контакт первого коммутатора, а общая нулеваяшина через третий замыкающий контактпервого коммутатора соединены с входом "Запись-чтение" блока памяти,выход первого элемента группы вторыхэлементов ИЛИ через первый элементНЕ подключен к Я-входу первого триггера, к входу элемента временной задержки и к первому входу первого25 элемента ИЛИ, вторым входом соединенного с выходом элемента временнойзадержки, а выходом - с входом "Счет"электронного секундомера и с входомвторого элемента НЕ, выход которогоподключен к первому входу элемента И,вторым входом соединенного с выходомпервого триггера, а выходом черезэлемент индикации - с общей нулевойшиной, при этом вход "Сброс" электронного секундомера и аналогового запоминающего устройства максимума,К-входы триггера и счетчика импульсов через вторую кнопку управленияподключены к общей нулевой шине, а40 выход первого элемента НЕ через элемент индикации соединен с общей нулевой шиной,16 О 0704 Составитель М. Хаустовктор И. Дербак Техред М,Ходанич Корректор Т,Заказ 322 ираж 55 П сное КНТ СЧСР НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ина, 10 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.