Измеритель опорного давления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

«ю «и (д) у А 61 В 5/10

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3724512/28-14 (22) 11.04.84 (46) 28.02.86. Бюл. М 8 (7 1) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе и Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.И.Приорова (72) В.Е.Беленький, P.М.Кондратьев, А.И.Кузнецов, Д.В.Панов и Л.А.Савельев (53) 615.47 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1 575088, кл. А 61 В 5/ 10, 1969.

Патент ClllA 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— шийся тем, что, с целью измерения отношения давления на опору, введены последовательно соединенные с выходами тензоплатформ сумматор, преобразователь напряжений в число ьршульсов, делитель числа импульсов, подключенный выходом к входу 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 входу делителя числа импульсов, а пятый выход - к второму входу блока инди- Е кации, причем пятый вход преобразователя напряжений в число импульсов соединен с выходом первой тензоплатформы. 214087.Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при решении задач по реабилитации утраченных двигательных функций нижних конечностей в профилактической медицине, в йрактике протезирования и протезостроения, при проведении биомеханических исследований.

На фиг. 1 изображена блок †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 платфор— ме 2 установлены аналогично соединенные мостовые тензометрические схемы 10, 11 и 12 с усилителями

13, 14 и )5, подключенными выхоДами к входам второго сумматора 16, выход которого соединен с входом третьего сумматора 17. Выход последнего подключен к входу устройства 18 преоб— разования 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 (Разр.изм.") и счетных импульсов (1Счет.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 делите— лем напряжения на резисторах 24 и

25. Выход этого делителя соединен

1Î

ЗО

ЦО

55 с иняертирующим входом компаратора

26, на выход которого подключен диодный ограничитель, состоящий из диода 27 и резистора 28. Катод диода 27 соединен с входом элемента

2И-HE 29, выход которого подключен к входу сброса триггера 30, прямой выход которого соединен с входом элемента 2И-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

D-триггера 30 подключен к плюсу напряжения питания, соответствующего уровню логической единицы.

Устройство 21 управления (фиг. 3) содержит кнопку 33 Пуск" и схему устранения дребезга контактов, состоящую из элементов 2И вЂ” НЕ 34 и 35.

Выход элемента 34 подключен через инвертор 36 к тактовому входу триггера 37, а выход элемента 35 через элемент 2И-HE 38 — к входу сброса триггера 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 2И-НЕ

39, 40 и 41 Выход этого генератора через элемент 2И-НЕ 42 подключен к счетному входу 15-разрядного двоичного счетчика 43, а также является выходом счетных импульсов (" Счет. имп. ") ус тройства 2 1 упр авления.

K входу сброса счетчика 43 подключен выход элемента 34. Выход девято. го разряда счетчика 43 является выходом разрешения измерения (Разр. 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. ИнформаUHoHHblft вход D-òðèããåðà 37 подсоеди1214087

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 дешифраторов, 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-ro разряда счетчика — выходом делителя. Вход сброса счетчика подсоединен к соответствующему выходу устройства 2 1 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-ro импульса разрешения измерения триггера 37 сбрасывается импульсом с выхода 15-ro разряда счетчика 43 через инвертор 44 и элемент 38. При этом закрйвается элемент 42, запрещая

35 прохождение счетных импульсов на вход счетчика 43, и цикл измерения заканчивается.

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, поступакхцему 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, s 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".

>гмоа

Г

j n re

Ю ап ycmpndcrnlu уграАФЮФ

12 14087

Сует инп.

Рта

padnag дл А

lf аа фИФСФ

Фик 4

ВНИИПИ ° Заказ 811/5 Тирах 659 Подписное

Ф и ППП "Патент", г.ужгород, ул.проектная; 4