Динамометрический тестер

 

Изобретение относится к медицинской технике и позволяет расширить диапазон измеряемых величин. Сигнал с датчика 1 усилий через усилитель 2 и аналоговое запоминающее устройство 15 поступает через первый коммутатор 17 и второй коммутатор 18 на аналого-цифровой 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 памяти 14, коммутацию адресов которого осуществляет генератор 11 импульсов и счетчик импульсов 5, а управление записью - первая кнопка управления 23. Блок 5 через дешифратор 6 и блок 14 через вторые триггеры 21-1-21-N, управляют работой элементов индикации 12 через вторые элементы ИЛИ 22-1-22-N, первый элемент НЕ 9 и элемент И 8. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 22-1 поступает на элемент ИЛИ 20 непосредственно и через элемент 10 временной задержки. Сигнал с выхода блока 20 поступает на вход управления электронного секундомера 13, а элемент НЕ 19 поступает на первый вход блока 8. Сигнал с выхода блока 22-1 также поступает на вход первого триггера 7, с выхода которого сигнал поступает на второй вход блока 8. Сигнал обнуления с выхода второй кнопки управления 24 поступают на блоки 5,7,13,15,21-1-21-N. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 61 В 5/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 44 74967/30-14 (22) 28.08.88 (46) 23.10.90. Бюл. № 39 (71) Специализированное конструкторское бюро по механизации и автоматизации слесарно-сборочных работ "Мехинструмент" и Горьковский научноисследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний (72) В.В.Устинов, H..,..А. Гонольд, А.N. Микулинский и Л.С,. Шейман (53) 617.7(088.8) (56) Микулинский А.М, и др. Воздействие локальной вибрации и вопросы виброзащиты, — Горький: Волго-Вят. кн.изд-во, 1983, с. 49-50.

Авторское свидетельство СССР № 1507331, кл. А 61 В 5/25, 1987.

„„Я0„„1600704 А 1

2 (54) ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЙ ТЕСТЕР (57) Изобретение относится к медицинской технике и позволяет расширить диапазон измеряемых величин.

Сигнал с датчика усилий 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 импульсов

1600704 блока 20 поступает на вход управления электронного секундомера 13, а элемент HE 19 поступает на первый

5 вход блока 8. Сигнал с выхода блока

22-1 также поступает на S-вход первого триггера 7, с выхода которого сигнал поступает на второй вход блока 8. Сигналы обнуления с выхода вто10 рой кнопки 24 управления поступают на блоки 5, 7, 13, 15, 21-1 — 21-п, 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам

-для исследования силы и статической выносливости (СВ) мьппц кисти рук, и может быть использовано для оценки функционального состояния двига1„ тельного анализатора в условиях различного рода производственной и спортивной деятельности, тренировочной и экспериментальной практики, а также при проведении периодических и предварительных профосмотров и профотбора.

Цель изобретения — расширение диа- 30 пазона измеряемых величин, На фиг. 1 приведена функциональная схема динамометрического тестера; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу тестера, Динамометрический тестер содержит датчик 1 усилий, выходом подключенный к входу усилителя 2, аналого-цифровой преобразователь (АПП) 3, информационными выходами подключенный к входам цифрового отсчетного устройства 4, счетчик 5, выходами подключенный к входам дешифратора 6, первый триггер . 7, элемент И 8, первый элемент HE 9, . элемент 10 временной задержки, генератор 11 импульсов, элемент 12 индикации, электронный секундомер 13„ блок 14 памяти, аналоговое запоминающее устройство 15 максимума, генератор 16 пилообразного напряжения, два коммутатора 17 и 18, второй элемент НЕ 19, первый элемент ИЛИ 20 и по числу выходов дешифратора 6, вторые триггеры 21,-21 „ и вторые элементы ИЛИ ?2 -22 выходами через соот55 ветствующие элементы 12 индикации подключенные к общей нулевой шине, первьми входами - к выходам предыдущих элементов, а вторыми входамии счетчик 5 импульсов, а управление записью - первая кнопка 23 управления. Блок 5 через дешифратор 6 и блок 14 через вторые триггеры 21"121-и управляют работой элементов 12 индикации через вторые элементы ИЛИ

22-1-22-п, первый элемент HE 9 и элемент И 8. Сигнал с выхода элемента

ИЛИ 22-1 поступает на элемент ИЛИ 20 непосредственно и через элемент 10 воеменной задержки. Сигнал с выхода к выходам соответствующих триггеров

21 — 21„, тактирующими входами 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. Выход

1600704

55

5 первого элемента 22 группы вторых элементов ИЛИ 22,-22 через первый элемент НЕ 9 подключен к установочному S-входу первого триггера 7, входу элемента 10 временной задержки и первому входу первого элемента

ИЛИ 20, вторым входом подключенного к выходу элемента 10 временной задержки, выходом — к входу Счет электронного секундомера 13, и входу второго элемента НЕ 19, выходом подключенного к первому входу элемента

И 8, вторим входом подключенного к выходу первого триггера 7, а выходом через элемент 12 индикации - к общей нулевой шине. Вход "Сброс" электронного секундомера и аналогового запоминающего устройства максимума и установочные R-входы триггеров и счетчика импульсов через вторую кнопку 24 управления подключены к общей нулевой шине, а выход первого элемента НЕ 9 через элемент 12 йндикации подключен к общей нулевой шине.

Динамометрический тестер работает следующим образом.

В начале работы осуществляют программирование блока 14 памяти, при котором в блок памяти заносится цифровой код в процентах к MC величины минимально допустимого усилия, максимально допустимого усилия, а также ряда промежуточных значений из интервала, образованного значениями минимально и максимально допустимого усилия. Для этого коммутатором 17 устанавливают режим "Программирование". При этом блок 14 памяти переводится в режим Запись" счетный вход счетчика 5 импульсов и информационный вход блока 14 памяти через кнопку 23 управления соединяются с шиной "Напряжение логической единицы", а на вход АЦПЗ (построенного, например, на базе БИС КР572ПВ2А) начинает поступать возрастающее напряжение с выхода генератора 16 пилообразного напряжения, скорость изменения которого устанавливается равной единице младшего программируемого разряда цифрового отсчетного устрой-, ства 4. в 1 с (например, 17 в l с), АЦПЗ осуществляет преобразование поступающего на вход напряжения с .выхода генератора 16 пилообразного напряжения в цифровой код, индикация которого осуществляется при помощи цифрового отсчетного устройства 4, Так как скорость, аналого-цифрового

6 преобразования (например, БИС

КР572ПВ2А) составляет 20 измерений в 1 с, то при плавном изменении напря5 жения на выходе генератора 16 пилообразного напряжения цифровой код на информационных выходах АЦП последовательно принимает все свои значения.

С информационных выходов АЦПЗ цифро вой код поступает на адресные входы младших разрядов блока 14 памяти и на входы цифрового отсчетного устройства 4. При появлении на цифровом отсчетном устройстве значения (в процентах к МС), соответствующего минимально допустимому усилию (например, 507), производят нажатие кнопки 23 управления При этом по адресу кода минимально допустимого усилия в блок

20 14 памяти производится запись логической единицы. При отпускании кнопки 23 управления счетчик 5 по заднему фронту импульса на счетном входе переключателя переходит в следующее состояние, цифровой код на адресных входах старших разрядов блока 14 памяти изменяется, чем осуществляется подготовка блока памяти к записи следующей информации. Запиць следующей информации осуществляется аналогично.

После окончания программирования коммутатором 17 динамометрический тестер переводится в состояние "Работа", а коммутатором 18 устанавливается режим Подготовка .

В режиме Подготовка производится определение максимальной МС, развиваемой пациентом. При этом пациентом производится нагрузка датчика усилий 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, находящееся в интервале, образованном минимально и максимально допустимым усилием, величины которых (в процентах к MC) заносятся в блок 14 памяти при программир ов анни.

В режиме Тестирование" на вход

"Опорное напряжение" АЦП 3 поступает

1б00704 напряжение с выхода аналогового запоминающего устройства 15 максимума, пропорциональное МС, а на информационный вход — напряжение, пропорциоНальное усилию, развиваемому пациентом в режиме "Тестирование", Так как функция преобразования

АЦП (например, КР572ПВ2А) имеет вид

M = 100 (1)

Ноп где M — цифрово и код;

U — напряжение на информационьх. ном входе; — величина опорного напряже.- 15 пп ния, то в режиме "Тестирование" выражение (1) можно записать следУющпм образом:

M = 1000 -, (2) 20

Цмс где Б — напряжение с выхода аналомс гового запоминающего уст-ройства 15 максимума.

Таким образом, показания цифрового 25 отсчетного устройства 4 в режиме "Тес тирование" соответствуют величине усилия, развиваемого йациентом (в процентах к MC) „ причем показания младшего разряда — в десятых долях процента.

При достижении пациентом заданного минимально допустимого усилия в процентах к MC (например 507 MC) 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- 40 ходе элемента ИЛИ 2? появляется напряжение логической единицы, а на выходе элемента HF. 9 — логического ну1I 11 ля, элемент 12 индикации Прибавить гаснет и загорается элемент 12 индикации "Норма".

С,выхода элемента ИЛИ- 22 < 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 записана логическая единица, на выходе блока памяти появляется импульс, которым триггер 22 устанавливается в единичное состояние„ на выходе элемента

ИЛИ ° 22 появляется напряжение логиЙ ческой единицы и загорается элемент

12 индикации "Убавить", сигнализирующий о том, что нужно ослабить усилие.

При утомлении пациента происходит ослабление усилия. Когда усилие становится меньше минимально допустимой величины, триггер 21, устанавливается в нулевое состояние, на выходе элемента ИЛИ 22 устанавливается напряжение логического нуля, индикатор 12 "Норма" гаснет и загорается индикатор "Прибавить".

Если до истечения времени задержки усилие не достигает вновь минимально допустимой величины, то на выходе элемента 10 временной задержки появляется напряжение логического нуля, которое поступает на вход "Счет" электронного секундомера 13 и отсчет ,времени прекращается. Одновременно начинает выполняться условие совпадения для элемента И 8, на его выходе появляется напряжение логической единицы и загорается индикатор 12 "Конец измерения".

Для осуществления тестирования следующего пациента нажимают кнопку

24 управления, при этом происходит сброс показаний электронного секундомера 13 и аналогового запоминающего устройства 15 максимума, установка триггеров и счетчик импульсов в исходное состояние, чем осуществляется подготовка тестера к следующему измере-нию, Формула изобретения

Динамометрический тестер, содержащий датчик усилий, выходом, соединенный с входом усилителя, аналого-цифр 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 шийся тем, что, с целью расши 1б00704 рения диапазона измеряемых величин, в него введены две кнопки управления, блок памяти, аналоговое запоминающее устройство максимума, генератор пилообразного напряжения, два коммутатора, второй элемент HF., первый элемент

ИЛИ по числу выходов дешифратора вторые триггеры, вторые элементы-ИЛИ и вторые элементы индикации, причем вторые элементы ИЛИ выходами через соответствующие элементы индикации подключены к общей нулевой шине, первыми входами — к выходам предыдущих элементов индикации, а вторыми входами — к выходам соответствующих триггеров, тактирующими входами соединенных с выходом блока памяти, а Д-входами — с соответствующими выходами дешифратора, выходы счетчика импульсов подключены к адресным входам старших разрядов блока памяти, адресными входами младших разрядов соединенного с информационными выходами аналого-цифрового преобразователя, выход усилителя через пер- вый замыкающий контакт второго коммутатора подключен к входу аналогоцифрового преобразователя, а через аналоговое запоминающее устройство максимума, первый размыкающий контакт первого коммутатора и первый размыкающий контакт второго. коммутатора. соединен также с входом .аналого-цифрового преобразователя, шина "Опорное напряжение" через второй размыкающий контакт второго коммутатора, а выход генератора пилообразного напряжения через первый замыкающий контакт первого коммутатора и второй замыкающий контакт второго коммутатора подключены к входу "Опорное напряжение" аналого-цифрового преоб". о разователя, выход первого замыкающего контакта первого коммутатора также соединен с входом первого размыкающе5 го контакта второго коммутатора, выход генератора импульсов через второй размыкающий контакт первого коммутатора, а шина "Напряжение логической единицы" через первую кнопку

i0 y pa eHHH и второй заающ и контакт первого коммутатора подключены к счетному входу счетчика импульсов и информационному входу блока памяти, шина "Напряжение логической единицы" через третий размыкающий контакт первого коммутатора, а общая нулевая шина через третий замыкающий контакт первого коммутатора соединены с входом "Запись-чтение" блока памяти, выход первого элемента группы вторых элементов ИЛИ через первый элемент

НЕ подключен к $-входу первого триггера, к входу элемента временной задержки и к первому входу первого элемента ИЛИ, вторым входом соединенного с выходом элемента временной задержки, а выходом — с входом "Счет" электронного секундомера и с входом второго элемента НЕ, выход которого

3Ц подключен к первому входу элемента И, вторым входом соединенного с выходом первого триггера, а выходом через элемент индикации — с общей нулевой шиной, при этом вход Сброс элект35 Ронного секундомера и аналогового запоминающего устройства максимума, R-входы триггера и счетчика импульсов через вторую кнопку управления подключены к общей нулевой шине, а

4р выход первого элемента НЕ через элемент индикации соединен с общей нулевой шиной, 1

16О0704

Составитель М. Хаустов

Техред М.Ходанич Корректор Т. Малец

Редактор И. Дербак

Заказ 3225

Тираж 555

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 191