Устройство для психофизиологических исследований оператора

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для психофизиологических исследований Цель изобретения - определение устойчивости психофизиологических характеристик оператора Для этого в устройство введены счетчик 6, дешиф- .ратор 7, блок 8 сравнения и генератор 5 тактовых импульсов. Устройство вьщает звуковой сигнал и цифровой результат при многократном превышении сигналов, характеризующих длительности произносимых оператором слов, над эталонными длительностями этих же слов о 2 ЗоПо ф-лы, 6 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

09) (И) 11 А1 (5)) 4 A 61 В 5/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4033363/28-14 (22) 04.03.86 (46) 23 ° 11.88. Бкп. М 43 ,(72). С В. Борисов, В.А. Кухарский, А М. Сахно и В.И. Коновалов (53) 615.475(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

У 1266523, кл. A 61 В 5/16, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАКИЙ ОПЕРАТОРА (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для психофизиологических исследований. Цель изобретения — определение устойчивости психофизиологических характеристик оператора. Для этого в устройство введены счетчик 6, дешифратор 7, блок 8 сравнения и генератор 5 тактовых импульсов. Устройство выдает звуковой сигнал и цифровой результат при многократном превышении сигналов, характеризующих длительности произносимых оператором слов, над эталонными длительностями этих же слов. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1438711

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для психофизиологических исследований.

Цель из обр етения — опр еделение 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; на фиг. 3 — блок-схема дешифратора;, на фиг. 4 — блок-схема блока сравнения; на фиг. 5 - блок-схема блока анализатора; на фиг. 6 = блок-схема блока преобразований, Устрой T33 о для психофизиологических исследований оп ер атор а содержит NHK рофон 1. уcIII»ITenI 2, ограничитель 3,.2р блок + формирования импульсов, г ене=ратор 5 тактовых импульсов, счетчик 6, дешифратор 7, олок 8 сравнения, блок

9 анализа, блок 10 преобразований, блок 11 звуковой сигнализации и отоб-25 ражения информации, Счетчик 6 содержит элемент 12 =-адержки, инвертор 13, элемент И 14, триггеры 15-19, элемент И-HE 20, переключатель 21 установки нуля. ЗО

Дешифратор 7 содержит элементы

И--НЕ 22-- 2 (9JIeMeHTbI 27-29 Не похазаны) и элементы ИЛИ-HE 33-56 (элементы 37-48 не показаны), Блок 8 сравнения содержит первую группу элементов И 57-80 .(элементы

59-79 не показаны), первый элемент

ИЛИ 81 элемент ИЛИ-HE 82, группу

TK-триггеров 83-86, вторую группу элементов 87-101 И (элементы 89-100 не показаны), второй элемент ИЛИ 102, переключатель 103 установки нуля, RS-триггер 104, элемент 105 задержки, элемент И 1ОЬ.

Блок 9 анализа содержит первый эле" мент 107 И, первую группу ХК-триггеров 108-1 10, второй элемент И 111, первый ннвертор I 12, переключатель

113 установки нуля, вторую группу

IK-триггеров 114-117, третий. элемент

1 1 8 HTopoH инверто< 1 .

Блок 10 преобразований содержит элемент И-HE 1?0, элемент И 121, генератор 122 импульсов, счетчик 123 и кодопреобразователь 124„

Оператор, в функциональные обязанности которого входит постоянный контроль сосгояния системы и управление данной системой, регулярно (с частотой и раз в единицу времени) докладывает о состоянии контролируемой им системы. FI o доклад является информацией строго установленной формы,. т.е. содержит бпределенное количество информационных знаков, расположенных в установленной последовательности. Сигналы, характеризуюп;ие 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 переключать я 21 установки нуля). На первом вьгоде триг11

4 импульс, который проходит на первый выход дешифратора 7.

При произнесении оператором последующих слов информационный импульс появляется поочередно на других выходах дешифратора 7 в соответствии с их 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 выходов дешифратора 7 поступают на входы блока 8 сравнения. В блоке 8 сравнения, расчитанном для работы только с одной определенной фразой оператора, формируется эталонная длительность слов, из которых состоит фраза. Блок 8 сравнения сравнивает длительность эталонных импульсов с длительностью импульсов, соответствующих длительности слов реального оператора.

Число триггеров в счетчике 6 выбирается в зависимости от количества слов в сообщении оператора. В данном случае речь оператора может иметь до

31 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 первый 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 81 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 4р

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, à с; треть. его — на первые входы элементов И-НЕ

25 и 22 дешифр ат ор а 7.

В исходном состоянии на выходах дешифратора 7 — логические "0", При произнесении оператором первого сло Вб ва 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-HF. 22 прекращается поступление единичного сигнала на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 53. На выходе последнего появляется информационный колько раз, если в речи оператора есть слова с одинаковым количеством букв. Счетчик из триггеров 83-86 и элементы И 87-101 блока 8 сравнения позволяют регистрировать слово оператора, содержащее до 15 букв. На выходе элементов И 87-f01 формируется единичный сигнал, поступающий на

1-f5-й входы элемента ИЛИ 102 и далее — на первый вход RS-триггера 104.

Этот сигнал изменяет состояние RS-триггера 104. С установкой нулевого сигнала на инверсном первом выходе триггера 104 и подачей его на вторые вхо14387 гера 15, которьй является вторым выходом счетчика 6 появляется информао

: ционный импульс, а на втором (инверсном) выходе триггера f 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 fð

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- 15 яние.

5 14387 ды IK-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 ус тановки иуля к Земле.

Информационньй сигнал с второго вы-0 хода тр.;-гггера 104 поступает на второй вход элемента И 106, на первый вход которого через элемент 105 задержки поступает сигнал с выхода блока 4 формирования импульсов. длительность за15 держки сигнала в элементе 105 задержки определяется периодом между началом вырабатывания блоком 4 формирсвания импульсов сигналов Информационный импульс - пауза до появления

ТаКТОВЫх. ИМПУЛЬСОВ На ВЫХОДЕ ЭЛЕМЕНта ИЛИ 81 блока 8 сравнения. ИнформациОнньй иипуslhc, фОрмируемый на Bh ходе элемента И 106 блока 8 сравне25 ния, является характеристикой повыше ния длительности слова, произнесенного оператором над словом эталонной длительности.

С выхода блока 8 сравчения информа-ч0 ционные импульсы поступают на блок 9 анализа. Последний проверяет превышает ли разница длительностей реал:ьного и эталонного информационных имПРИ gOCTWKeHHP.. 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 IK-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 5О максимально допустимьй уровень накопления усталости, устанавливаемого заранее в зависимости От наименьшего влияния на выполнение оператором своих функщй, то, сосчитав их, счет-,чик, состоящий из IK-триггеров 108l 10 сбрасывается,. Сброс последних происходHт как импульсОАр поступив шим через инвертор 112 с выхода эле11 6 мента 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 ЕК-триггеров 114-117.

Если количество поступивших импульсов на первый вход IK-триггера 1 l4 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 IK-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 IK-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 цифровой

1438711 результат 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- 10 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 изобретения

1. Устройство для психофизиологичесЗ0 ких исследований оператора, содержащее микрофон, усилитель, ограничитель и блок формирования импульсов, соединенные последовательно, а также блок звуковой сигнализации и отображения З5 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- 40 ти, оно дополнительно имеет счетчик, дешифратор и блок сравнения, соединенные последовательно, а также генератор тактовых импульсов и блок преЪ образования, 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- 55 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 IK-триггеров, соединенных последовательно, элемент

ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы ИЛИ, элемент задержки, элемент И, RS-триггер и переключатель установки нуля, выход последнего соединен с первым выходом RS-триггера и вторыми входами IK-триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами элементов И второй группы, выходы последних соединены через второй элемент ИЛИ с первым входом RS-триггера, второй выход КЯ-триггера соеди-, нен с вторым входом элемента И, первый вход которого соединен через элемент задержки с первым входом блока сравнения, первые входы элементов И первой группы соединены с вторым входом блока сравнения, а вторые их входы и входы элемента ИЛИ-НЕ соединены с третьего по К-й входами блока сравнения, выходы элементов И первой группы соединены через элемент ИЛИ с первым входом IK-триггера, выход элемента И соединен с выходом блока сравнения.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок анализа содержит три элемента И, первую и вторую группу последовательно соединенных IK-триггеров, первый и второй инверторы и переключатель установки нуля, первый и второй выходы последнего и выходы первого и второго инверторов соединены с вторыми входами IK-.-триггеров соответственно первой и второй групп, первый вход блока анализа соединен с первым входом первого IK-триггера первой группы и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом блока анализа, а выход с третьим входом первого IK-триггера первой группы, выход которого, а также выход первого элемента И и выход последнего IK-триггера первой группы через второй элемент И соединены с входом инвертора, первым входом IK-триггера второй группы и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом предпоследнего IK-триггера, а третий — с выходом последнего ЕК-триггера второй группы, выход элемента И соединен с входом инвертора и выходом блока анализа.

l..

ДТ

Й„ (7

" — " Я ф

1 (Г, !

Ч

1 1 ! ;l .= —.. ф "

О с Ф. " * У < !! с j, i J . с ;, =

1,. ! !

g 1

2 р (.-=--" -,;;. !

J !! / (с, ф 7. ! — 5 4 3," - :-- < (фД g

i:, :- ", .

-М1;, / и Ю 8 СЦОЙ ВНУЯ

1438711

g у, д рп5игной

Фиг. 5 ня! 438711

Ckoa ff сигюи

Ьи амит

Р \sf%+

С пс ч авнт ель 3. Котенева 1 к p ед N. Пидык Корректор Н, Король

Редактор Е. Папп

Заказ 5986/4

Тираж 655

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .13035, 11оскна, 1Í-35, 1 аушская наб,, д. 4/5

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