Устройство для психофизиологических исследований оператора

(56) Авторско У 1266523, кл. (54) УСТРОЙСТВ ЧЕСКИХ ИССЛЕДО (57) Иэобретени ской технике и свидетел А 61 В 5/ ДЛЯ ПСИХ АКИЙ ОПЕРА е относитс может бытедици- нльзок исп ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) 615,475 (088.8). но для психофи ваний. Цель из устойчивости п рактеристик оп устройство введ . ратор 7, блок тор 5 тактовых ство выдает зв вой результат шенин сигналов тельности прои слов, над эт этих же слов Ра. Для этого в счетчик 6, дешифвнения и генераульсов. Устройй сигнал и цифромногократном превыактеризующих длиимых операторомдлительностями . ф-лы, 6 ил.45Блок 9 анализа содержит первый эле"мент 107 И, первую группу ХК-триггеров 108-110, второй элемент И 111,первый инвертор 112, переключатель113 Установки нуля вторлО группу1 К-триггеров 114-117, третий. элементИ 118, Второи инвертор 119,Блок 10 преобразований содержитэлемент И-НЕ 1 О, элемент И 121, генератор 122 импульсов, счетчик 123и кодопреобразователь 124Оператор., в функциональные обязанности которого входит постоянныйконтроль сосгояния системы и управИзобретение Относится к медицинской технике, а именно к устройствам для психофизиологических исследований,Цель изобретения - определение устойчивости психофизиологических характеристик Оператора с учетом времени накопления заданного уровня усталости.На фиг 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг, 2 - блок-схема счетчика; нафиг. 3 - блок-схема дешифратора;,на фиг. 4 - блок-схема блока сравнения; на фиг. 5 - блок-схема блокаанализатора, на фиг, 6 - блок-схемаблока преобразований,устройство для психофизиологическихисследований Оператора содерлснт микрофон 1, усипитель 2, Ограничитель 3, 2 рблОк + формирОвания импульсов генератор 5 тактовых импульсов, счетчик 6,дешифратор 7, олок 8 сравнения, блок9 анализа, блок 10 преобразований,блок 11 звуковой сигнализации и отоб ражения информации,Счетчик 6 содержит элемент 12 задержки, инвертор 13, элемент И 14,триггеры 15-19, элемент И-НЕ 20, переключатель 21 установки нуля. ЗОДешифратор 7 содержит элементыИ-НЕ 22-32 (.элементы 27-29 не показаны) и элементы ИЛИ-НЕ 33-56 (элементы 37-48 не показаны)Блок 8 славнения содержит первуюгруппу элементов И 57-80 (элементы59-79 не показаны), первый элементИЛИ 81, элемент ИЛИ-НЕ 82, группуТК-триггеров 83-86, вторую группуэлементов 87-101 И элементы 89-100не показаны), второй элемент ИЛИ 102,переключатель 103 установки нуля,КБ-триггер 104, элемент 105 задержки,элемент И 10 Ьо ление данной системой, регулярно (с частотой и раз в единицу времени) докладывает о состоянии контролируемой им системы, Его доклад является информацией строго установленной формы,. т.е. содержит бпределенное количество информационных знаков, расположенных в установленной последовательности. Сигналы, характеризующие длительность слов, произносимых оператором в Фразе, сравниваются с эталонными длительностями этих слов до тех пор, пока разница длительностей этих сигналов не превысит определенный уровень Т количество раз, после чего устройство сигнализирует об этом и прекращает отсчет времени,Устройство работает следующим образом.Оператор передает информацию в микрофон 1. Эта информация содержит определенное количество знаков.С началом передачи сообщения с выхода микрофона 1 электрические сигналы через усилитель 2 поступают на ограничитель 3, где Они ограничиваются .сверху и снизу, преобразуясь в импульсы, которые поступают на вход блока 4 формирования импульсов. С выхода последнего сформированные для подсчета импульсы, харктеризующие слова, поступают на второй вход блока 8 сравнения, включают генератор 5 тактовых импульсов, который начинает вырабатывать тактовые импульсы, и проходят на вход счетчика 6.Счетчик 6 с поступлением каждого импульса формирует комбинацию информационных сигналов, которые поступают на вкод дешифратора 7. При этом поступившие на вход счетчика 6 импульсы проходят через элемент 12 задержки и поступает затем на первый вход элемента И-НЕ 20 и на вход инвертора 13. С выхода последнего импульсы поступают на второй вход элемента И 14. Последний Формирует импульс, длительность которого определяется длительностью задержки импульса, осуществляемой элементом 12 задержки. Импульс, сформированный на выходе элемента И 14, поступает на первый вход триггера 15, который переходит из исходного состояния в единичное (исходное состояние триггеров 15-19 устанавливается перед началом работы с помощью переключателя 21 установки нуля). На первом Выходе триг11аимпульс, который проходит на первыйвыход дешифратора 7,При произнесении оператором последующих слов информационный импульспоявляется поочередно на других выходах дешифратора 7 в соответствии сих нумерацией до тех пор пока оператором не будет произнесено последнее слово. После этого счетчик 6 перебрасывается в исходное состояние,а на выходах дешифратора снова появляются нулевые потенциалы.Информационные сигналы с выходовдешифратора 7 поступают на входы блока 8 сравнения. В блоке 8 сравнения,расчитанном для работы только с однойопределенной фразой оператора, формируется эталонная длительность слов,из которых состоит фраза. Блок 8 сравнения сравнивает длительность эталонных импульсов с длительностью импульсов, соответствующих длительностислов реального оператора. Число триггеров в счетчике 6 выбирается в зависимости от количества слов в сообщении оператора. В данном случае речь оператора может иметь до 3 1 слова, так как каждому слову оператора соответствует определенная цифровая двоичная комбинация на 1-10 выходах счетчика 6, подключенных к 25 входам дешифратора 7,Каждой комбинации на входах дешифратора 7 соответствует появление импульса на определенном выходе дешифратора 7. 30 С первого выхода деюифратора 7 информационный импульс поступает на пер" вый вход элемента ИЛИ-НЕ 82 и вторые входы элементов И 57 и 87 (фиг. 4). На первый вход элемента И 57 блока 8 сравнения поступают импульсы с третьего выхода генератора 5 тактовых импульсов. Пауза между этими импульсами имеет длительность произношения одной буквы. После прохождения элемента ИЛИ 8 1 информационные импульсы считывает триггер 83. Предположим, что в речи .оператора первое слово состоит из одной. буквы. Тогда при поступлении с выхода триггера 83 единичного сигнала на первый вход элемента И 87 и элементы 87-101 используются в очередности, зависящей от количества букв в последующем слове. Один элемент И может использоваться несВ исходном состоянии на нечетных выходах (инверсных выходах триггеров 15-19) счетчика 6 - логические "1", а на нечетных (прямых) - логические "0", Единичные сигналы с 5, 7 и 9 выходов счетчика 6 поступают соответственно на 3, 1, 2 входы элемента И-НЕ 31. Наличие информационных импульсов на всех трех входах элемента 4 О И-НЕ 31 означает подачу нулевого сигнала на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 53. Едииичный сигнал с первого выхода счетчика 6 поступает на вторые входы элементов И-НЕ 25 и 23, а с;треть.его - на первые входы элементов И-НЕ 25 и 22 дешифратора 7.В исходном состоянии на выходах дешифратора 7 - логические "0", При произнесении оператором первого слова на первом и втором выходах счетчика 6 значения потенциалов меняются на противоположные. При поступлении информационного импульса с второго выхода счетчика 6 на второй вход элемента И-НЕ 22 прекращается поступление единичного сигнала на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 53. На выходе последнего появляется информационный колько раз, если в речи оператораесть слова с одинаковым количествомбукв. Счетчик из триггеров 83-86 иэлементы И 87-101 блока 8 сравненияпозволяют регистрировать слово оператора, содержащее до 15 букв. На выходе элементов И 87-101 формируетсяединичный сигнал, поступающий на1-15-й входы элемента ИЛИ 102 и далее - на первый вход КЯ-триггера 104.Этот сигнал изменяет состояние КБ-триггера 104. С установкой нулевого сигнала на инверсном первом выходе триггера 104 и подачей его на вторые вхо 14387 гера 15, которьй является вторым выходом счетчика 6 появляется информао, ционный импульс, а на втором (инверс" ном) выходе триггера 5, являющегося первым выходом счетчика 6, - пауза. При считывании последнего информационного импульса, характеризующего последнее слово опрератора с первых выходов триггеров 18 и 19, на элемент 10 И-НЕ 20 поступает единичный сигнал. На выходе элемента И-НЕ 20 появляется нулевой потенциал, поступающий на вторые входы, триггеров 15-19 и сбрасывающий счетчик 6 .в исходное состо яние.5 14387 ды 1 К-триггеров 83-86 происходит их сброс, т.е. установка в исходное состояние (установка этих триггеров в исходное состояние в начальньй мо"5 мент Осуществляется подключением их вторых входсв переключателем 103 установки иуля к Земле,Информацио нньй сиг нап с втор Ог О вы хода триггера 104 поступает на второй вход элемента И 106, на первьй вход которого через элемент 105 задержки поступает сигнал с выхода блока 4 формирования импульсов. длительность за 15 держки сигнала в элементе 105 задержки определяется периодом между началом вырабатывания блоком 4 Формирсвания импульсов сигналов Информационный импульс - пауза до появления тактовьос импульсов на Вьводе элемента ИЛИ 81 блока 8 сравнения. Информационньй импульс формируемый на ходе элемента И 106 блока 8 сравне 25 ния, является характеристикой повышения длительности слова, произнесенного ОператОром над слОВОм эталонной длительности,С выхода блока 8 сравчения информа-З 0 ционные импульсы поступают на блок 9 анализа. Последний проверяет превышает ли разница длительностей реал:ьного и эталонного информационных импульсов допустимую при достижении которой оператор должен прекратить работу, так как Он достиг установл:енного предела уровня усталости.Импульсы с выхода блока 8 проходят на Второй Вход элемента И 107, на первьй вход которого поступают импульсы заданной скважности с генератора 5 тактовых импульсов. С Выход;а элемента И 107 импульсы поступают на первьй вход элемента И 111 и на третий вход первого 1 К-триггера 108 первой группы блока 9 анализа. Если количество импульсов, поступивших на первьй Вход триггера 108, при этом не больше пяти, т,е. не превышает максимально допустимьй уровень накопления усталссти, устанавливаемого заранее В зависимости От наименьшего влияния на Выполнение оператором своих функшй, то, сосчитав их, счет- ,. чик, состоящий из 1 К-триггеров 108- 110 сбрасывается Сброс последних происходРТ как ию 1 ульсОАр поступив шим через иннертор 112 с выхода эле 11 6мента 111 И, так и при переключении переключателя 113 установки нуля.Импульс, поступивший на выход элемента 111 И в случае превышения максимально допустимого уровня усталости, проходит далее вход счетчика, состоящего из 1 К-триггеров 114-117. Если количество поступивших импульсов на первый вход 1 К-триггера 114 достигнет критического количества, в данном случае двенадцати, при котором оператор должен прекратить работу, то на второй и третий входы элемента И 118 поступают единичные сигналы с выходов 1 К-триггеров 116 и 117. При одновременном поступлении на первый вход элемента И 118 импульса. с выхода элемента И 111, на выходе первого появится информационный сигнал, поступающий далее на блок 11 звуковой сигнализации и отображения информации. Этот информационный сигнал прекращает Отсчет времени, который начался с момента начала подачи импульсов с первого выхода генератора 5 тактовых импульсов на первый вход блока 10 преобразования импульсов.Блок 10 преобразований преобразует сигналы от генератора 5 тактовых импульсов в импульсы секундной последовательности, подсчитывает эти импульсы и преобразует их в семиэлементный код для управления люминесцентными индикаторами блока 11 звуковой сигнализации и отображения информации.На блоке 11 звуковой сигнализации и отображения информации высвечивается числовое значение времени момента прекращения счета. Этот блок также сигнализирует об окончании эксперимента. Прекращение подачи звуковой и световой сигнализации производят путем подачи сигнала с переключателя 113 установки нуля блока 9 анализа. на входы 1 К-триггеров 108-110, 114-117. Особенностью предлагаемого устройства является то, что оно не только сравнивает накопленную информацию с эталонной, но и позволяет учесть некоторые особенности речевых характеристик операторов, исключив при этом получение ошибочных результатов. Это достигается тем, что устройство выцает звуковой сигнал и цифровойрезультат при многократном превышении сигналов, характеризующих длитель,ности произносимых оператором слов над эталонными длительностями этих же слов. Такое решение позволяет учесть то, что в процессе произношения фразы оператором возможны случаи удлинения слов при произношении, например, в результате их более глу бокого осмысливания или при нестандартном произношении оператором некоторых букв или цифр, которые не являются показателем усталости оператора или полной его непригодности 15 к данной работе.Устройство для психофизиологических исследований оператора позволяет определить устойчизость психофизиологических характеристик оператора с 20 учетом времени накопления заданного уровня усталости. По результатам исследований, проведенных с помощью данного устройства можно судить о при-годности оператора к выполнению своих функциональных обязанностей, а также выбирать наиболее оптимальные режимы труда и отдыха операторов. Формула изобретения1. Устройство для психофизиологичес 30 ких исследований оператора, содержащее микрофон, усилитель, ограничитель и блок формирования импульсов, соединенные последовательно, а также блок звуковой сигнализации и отображения информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения устойчивости психофизиологических характеристик оператора с учетом времени накопления заданного уровня усталос ти, оно дополнительно имеет счетчик, дешифратор и блок сравнения, соединенные последовательно, а также генератор тактовых импульсов и блок преобразования, причем выход последнего 45 соединен с входами счетчика, генератора тактовых импульсов и блока сравнения, выходы генератора тактовых импульсов соединены с входами блока пре-. образования, блока анализа и блока 50 сравнения, выход последнего соединен через блок анализа с первым входом блока звуковой сигнализации и отображения информации, второй вход которого соединен с входом блока преобразо вания.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сравкения содержит первую и вторую группы элементов И, группу 1 К-триггеров,соединенных последовательно, элементИЛИ-НЕ, первый и второй элементы ИЛИ,элемент задержки, элемент И, КБ-триггер и переключатель установки нуля,выход последнего соединен с первымвыходом КЯ-триггера и вторыми входами 1 К-триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входамиэлементов И второй группы, выходыпоследних соединены через второй элемент ИЛИ с первым входом ЕБ-триггера, второй выход КЯ-триггера соеди-,нен с вторым входом элемента И, первый вход которого соединен через элемент задержки с первым входом блокасравнения, первые входы элементов Ипервой группы соединены с вторымвходом блока сравнения, а вторые ихвходы и входы элемента ИЛИ-НЕ соединены с третьего по К-й входами блокасравнения, выходы элементов И первойгруппы соединены через элемент ИЛИс первым входом 1 К-триггера, выходэлемента И соединен с выходом блокасравнения,3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок анализа содержит три элемента И, первуюи вторую группу последовательно соединенных 1 К-триггеров, первый ивторой инверторы и переключатель установки нуля, первый и второй выходыпоследнего и выходы первого и второго инверторов соединены с вторымивходами 1 К-.триггеров соответственнопервой и второй групп, первый входблока анализа соединен с первым входом первого 1 К-триггера первой группы и с первым входом элемента И,второй вход которого соединен с вто"рым входом блока анализа, а выходс третьим входом первого 1 К-триггера первой группы, выход которого,а также выход первого элемента И ивыход последнего 1 К-триггера первойгруппы через второй элемент И соединены с входом инвертора, первым входом 1 К-триггера второй группы и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходомпредпоследнего 1 К-триггера, а третий - с выходом последнего 1 К-триггера второй группы, выход элемента Исоединен с входом инвертора и выходомблока анализа.438711 Составитель 3, Котенева 1 екред Я.Дидык Редактор Е. Папп Корол орректо каз 5986/4 исное Под с твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект Пр Тираж б 55 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 1 ЗОЗ 5, Мскеа, Н-З 5, Ракомитета С и открытий скан наб ЭИ гав