Устройство для контроля психофизиологического состояния обучаемых

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано как при обучении , так и при проведении психологопедагогических экспериментов в ходе учебного процесса. Целью изобретения является повышение точности устройства . Устройство для контроля обучаемых содержит датчики пульса, блок индикации , блок усилителей, частотомер , блок коммутации, задатчик эталонных напряжений, блок управления, блок сравнения, вычислитель скорости изменения пульса. Устройство позволяет вести постоянный контроль активности как каждого обучаемого, так и группы в целом. 3 з.п.ф-лы, 5 ил. (Л tN5 СО ел со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51) 4 G. 09 В 7/07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ,Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3814866/24 — 24 (22) 19, 11.84 (46) 15.05.86. Бюл. Ф 18 (72) Е.А. Горбунов и A.È. Городенцев (53) 681.3.071(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

))- 3587 15, кл. G 09 В 7/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Ф 966724, кл. С 09 В 9/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

В 826392, кл. G 09 В 9/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 830504, кл. G 09 В 9/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 10437 19, кл. G 09 В 7/07, 1982.

Физиолог — 3: Техническое описание и инструкция по эксплуатации

9С2.893.001. — Арзамас, 1978, с.8 — 12. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБУЧАЕМЫХ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано как при обучении, так и при проведении психологопедагогических экспериментов в ходе учебного процесса. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство для контроля обучаемых содержит датчики пульса, блок индикации, блок усилителей, частотомер, блок коммутации, задатчик эталонных напряжений, блок управления, блок сравнения, вычислитель скорости изменения пульса. Устройство позволяет вести постоянный контроль активности как каждого обучаемого, так и группы в целом. 3 э.п.ф-лы, 5 ил.

1 !2

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматизированным обучающим системам и может быть использовано как при обучении, так и при проведении психолого-педагогических экспериментов в ходе учебного процесса.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема вычислителя скорости изменения пульса; на фиг. 3 — структурная схема управляющего устройства; на фиг, 4 — принципиальная электрическая схема элемента коммутации; на фиг. 5 — эпюры сложения сигналов в сумматоре вычислителя скорости изменения пульса.

Устройство для контроля обучаемых содержит датчики 1 пульса (количество которых соответствует числу обучаемых) блок 2 индикации, блок

3 усилителей, частотометр 4, блок 5 коммутации, задатчик 6 эталонных напряжений, блок 7 управления, блок

8 сравнения, вычислитель 9 скорости изменения пульса и вход 10 блока 2 индикации.

Блок 2 образуют элемент 11 коммутации, интеграторы 12 и 13, индикатор 14 и узлы 15 индивидуального контроля (их количество соответствует числу обучаемых), содержащие триггеры 16 и индикаторы 17.

Вычислитель 9 скорости изменения пульса содержит сумматор 18, диффе.— ренцирующую цепь 19, триггер 20, цифроаналогоный преобразователь ЦАП

21 и элемент 22 задержки.

Блбк 7 состоит из генератора 23 импульсов, мультивибраторон 24 и 25, дифференцирующей цепи 26, делителя 27 частоты и триггера 28.

Элемент 11 коммутации содержит реле 29, нормальнозамкнутые контакты

30 и 31> а также нормальноразомкнутые контакты 32 и 33.

Блок 5 коммутации состоит из днух шаговых искателей, один из которых поочередно в такт управляющим импульсам, поступающим с выхода управляющего устройства 7, подсоединяет датчики i пульса к блоку 3 усилителей, а второй шагоный искатель так же в такт управляющим импульсам подсоединяет поочередно выходы блока 6 к входам соответствующих триггеров 16

31530 2 блока 2 индикации и входу блока 8 сравнения.

Задатчик б эталонных напряжений представляет собой набор,потенциометров по числу обучаемых. Движок каждого пстенциометра устанавливается в положение, соответствующее напряжению, пропорциональному скорости изменения частоты сердечных сокращеt0 ний обучаемого в спокойном состоянии, определенной опытным путем до начала занятий.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом занятий с группой обучаемых в задатчике 6 выставляются значения скоростей изменения частоть1 сердечных сокращений каждого обучаемого. Датчик 1 пульса закрепляют на

2О мочке уха обучаемого. При поступлении с первого выхода генератора 23 импульсов первого импульса первый шаговый искатель блока 5 коммутации подключает датчик 1 пульса первого обу25 чаемого к входу блока 3 усилителей, а второй шаговый искатель первое

1„ эталонное напряжение задатчика 6 одновременно к входу блока 8 сравне1 ния и входу триггера 16 первого узла щ !5 индивидуального контроля. Усиленный сигнал в блоке 3 усилителей поступает на первый вход частотомера 4.

Г енератор 23 импульсов запускает первый мультинибратор 24, работающий н ждущем режиме, и второй мультивибратор 25, вырабатывающий импульсный сигнал с периодом аи. Иаке.ь где Т1 „, — период импульсов, вырабатываемых генератором23 импульсон;

Т„„„,, — максимальный период пульса обучаемых.

Этот сигнал через дифференцирую45 щую цепь 26 поступает на второй вход первого мультивибратора 24, который открывается вторым по времени импульсом, сформированным при прохождении через дифференцирующую цепь 26.

5Î ° На ныхоце первого мультивибратора 24 вырабатывается импульсный сигнал с длительностью равной 2 Т коMàKc п тарый при поступлении на второй вход частотомера .4 формирует на его выходе импульсы, длительность которых ранна периоду следования импульсов с выхода блока 3 усилителей. Эти импульсы поступают одновременно на вход

1?315

3 сумматора 18 и на вход элемента 22 задержки. Элемент 22 пропускает импульсы на вход сумматора 18, разделенные временем

+ t аа накс — Т

pa . мнн пап л 3 мака

- Т вЂ”; -Т а макс ап л 3 минимальная разность периодов пульса обучаемого в начале и в конце цикла контроля; время задержки линией задержки; максимальная разность периодов пульса обучаемого в начале и в конt У Мин

У маке це цикла контроля;

Т вЂ” минимальный период мнн. к пульса обучаемых.

В сумматоре 18 происходит сложение первого и последнего сигналов, разделенных временем t„ „ . В результате сложения на выходе получается сигнал,(фиг.5),который в результате

30 дифференцирования идифференцирующей цепи 19преобраэуется в один импульс положительной полярности и два импульса отрицательной полярности.

Последние разделены во времени на >5 величину, пропорциональную скорости изменения пульса первого обучаемого, и управляют работой триггера 20 (первый импульс открывает, второй закрывает). На выходе вычислителя 9 скорости изменения пульса после прохождения сигнала через преобразователь

21 получается напряжение, пропорциональное длительности импульса, посту. пающего с выхода триггера 20. Чем 4> больше скорость изменения частоты сердечных сокращений при умственной работе обучаемого, тем выше напряжение на выходе вычислителя 9 скорости изменения пульса. Порог срабатыва-5î ния блока 8 сравнения определяется сигналом, поступающим íà его вход с выхода блока 5 коммутации. На выходе блока 8 сравнения получается сигнал, пропорциональный степени активности у первого обучаемого (т,к. сравнивается скорость изменения пульса до и во время занятий). Зтот сигнал посту30 пает на входы триггеров 16 и вход элемента 11. Если величина сигнала, поступившего на вход триггера 16 первого узла 15 индивидуального контро— ля, BbllUp величины сигнала имеющегося на его другом входе, срабатывает индикатор 18, который сигнализирует и достижении заданной степени активности первым обучаемым. Второй и последующие обучаемые контролируются последовательно. Время контроля каждого обучаемого определяется видом и напряженностью занятий и задается частотой генератора 23 импульсов. Сигнал, поступивший с выхода блока 8 сравнения ча вход переключающего устройства 11, проходит через его первый нормальнозамкнутый контакт 30 в интегратор 12 импульсов. Длительность цикла накопления импульсов в интеграторе определяется числом обучаемых, которое задается на делителе 27 частоты. Сигнал с выхода генератора 23 импульсов, проходя. через делитель только после окончания первого цикла контроля всех обучаемых, открывает триггер 28, который подает сигнал на катушку 29 реле. При этом нормальнозамкнутые контакты 30 и 3 1 размыкаются, а нормальнораэомкнутые контак-! ты 32 и 33 замыкаются. Накопленный в интеграторе 12 сигнал через контакт

33 поступает на индикатор 14, показывая степень активности (в процен— тах) группы обучаемых в целом. Одновременно через замкнувшийся контакт

32 происходит накопление импупьсов в интеграторе 13 второго цикла контроля обучаемого. При следующем срабатывании элемента 11, когда контакты 30

g 3t замыкаются, а 32 и 33 размыкаются, накопление импульсов происходит в интеграторе 12, а накопленный в интеграторе 13 сигнал через контакт 31 поступает на индикатор 14. Таким образом происходит постоянный контроль активности как каждого обучаемого в отдельности, так и группы в целом

Фо рм ул а и зо бр ет ен ия

1. Устройство для контроля психофизиологического состояния обучаемых, содержащее датчики пульса, блок индикации и последовательно соединенные блок усилителей и частотомер, о т п и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства„

1231530 в него введены задатчик эталонных напряжений, блок сравнения и блок коммутации, входы первой группы которого подключены к выходам датчиков

5 пульса, входы второй группы соединены с выходами эадатчика эталонных напряжений, выходы группы соединены с входами группы блока индикации, первый выход подключен к входу блока усилителей, а второй — к первому входу блока сравнения, выход которого ,соединен с первым входом блока индикации, вычислитель скорости изменения пульса, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения„ а вход соединен с выходом частотомера, блок управления, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом блока коммутации и вторыми входами блока индикации и частотомера.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок индикации содержит элемент коммутации и триггеры, первые входы которых являются входами группы блока, а вторые входы и первый вход элемента коммутации являются первым входом блока, первый и второй интеграторы, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента коммутации, четвертый вход которого является вторым входом блока, первый и второй выходы соединены со входами соответствующих интеграторов, третий выход соединен с первым индикатором, а другие индикаторы подключены к выходам триггеров.

Зг Устроиство по и 1 у о T л и ч а ю щ е е с я тем, что вычислитель скорости изменения пульса содержит последовательно соединенные сумматор, дифференцирующую цепь, триггер и цифроаналоговый преобразователь, выход которого является выходом вычислителя, и элемент задержки, вход которого и первый вход сумматора являются входом вычислителя, выход элемента задержки соединен с втбрым входом сумматора.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит последовательно соединенные генератор импульсов, первый мультивибратор, дифференцирующую цепь и второй мультивибратор, выход которого является первым выходом блока, последовательно соединенные делитель частоты итриггер, выход которого является вторым выходом блока, второй выход генератора импульсов является третьим выходом блока, третий выход соединен с вторым входом второго мультивибратора, а четвертый выход — с входом делителя частоты.

1231530

1231530

wean 1Я р& 1У

nf3

Составитель О. Болдырев

Редактор Л. Пчелинская Техред Л.Олейник Корректор М. Пожо

2654/53 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4