Устройство для психофизиологических исследований

 

Использование: изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для оценки реакций человека. Сущность: устройство содержит генератор импульсов 1, RS - триггеры 2, 3, 4, 5, 6, счетчики реального времени 7, 8, счетчики результата 9, 10, 11, 12, элементы сравнения 13, 14, блоки индикации, выполненные на дешифраторах 15, 16, 17 и индикаторах 18, 19, 20, элементы ИЛИ 21, 22, 23, 24, 25, 26, элемент И 27 и кодовый переключатель 28. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования реакций человека.

Известно устройство для исследования реакций человека, которое содержит два пульта управления, генератор меток времени, счетчик, два элемента И, два элемента ИЛИ, элемент И-ИЛИ, четыре счетных триггера и RS-триггер.

Данное устройство предусматривает выполнение повторяющихся движений и фиксирует разность времени выполнения упражнений. Определяется с большей степенью точности разность, характеризующая время скрытой реакции.

К недостатку данного устройства относится малая наглядность и сопоставимость оценки реакции для испытуемого.

Известно устройство для измерения реакций испытуемого на движущийся сигнал, которое содержит ключ реагирования, сдвигающий счетчик, первый, второй, третий, четвертый триггеры, схему совпадения, второй счетчик, генератор тактовых импульсов, блок световых индикаторов, первый, второй и третий индикаторы.

Данное устройство позволяет проводить определение реакции испытуемого т. е. принадлежности зафиксированной реакции к одному из трех классов (интервалов времени): точная реакция, упреждающая и запаздывающая визуально при зажигании одного из индикаторов, соответствующих данному классу.

Недостаток данного устройства состоит в отсутствии возможности количественной оценки своей реакции, так как предусмотрена только качественная грубая оценка, дающая информацию только о запаздывании или упреждении.

Предлагаемое устройство позволяет расширить функциональные возможности за счет повышения его информативности в оценке реакции.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее первый счетчик, счетный вход которого соединен с первым выходом генератора, вход разрешения которого подключен к выходу первого триггера, а выходы соединены с первыми входами первого элемента сравнения и первым блоком индикации, второй счетчик, вход разрешения которого соединен со вторым триггером, второй и третий блоки индикации, три триггера, введены второй блок сравнения, кодовый переключатель, четыре счетчика, RS-триггер, четыре элемента ИЛИ и элемент И, при этом S-входы первого и третьего триггеров соединены и подключены к шине "Пуск", прямой выход третьего триггера соединен со счетным входом третьего счетчика, выходы которого подключены к третьему блоку индикации, инверсный выход третьего триггера соединен с первыми входами первого элемента ИЛИ и элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с S-входом второго триггера, а выход элемента И соединен с S-входом четвертого триггера и через второй элемент ИЛИ с R-входом второго триггера, выходы кодового переключателя соединены со вторыми входами первого элемента сравнения, выход которой соединен с S-входом пятого триггера, выход которого подключен ко вторым входам первого элемента ИЛИ и элемента И, счетный вход второго счетчика подключен к первому выходу генератора импульсов, а выходы соединены с первыми входами второго элемента сравнения, выход которого соединен со счетным входом четвертого счетчика и через третий элемент ИЛИ с R-входом пятого счетчика, выходы которого подключены ко вторым входам второго элемента сравнения, счетные входы пятого и шестого счетчиков соединены со вторым выходом генератора, выходы разрешения пятого и шестого счетчиков соединены с входом разрешения четвертого счетчика и подключены к выходу четвертого триггера, выход шестого счетчика через четвертый элемент ИЛИ соединен с R-входом четвертого триггера, выходы четвертого счетчика подключены по второму блоку индикации, R-входы третьего и четвертого счетчиков соединены с шиной "Сброс" устройства, R-входы первого и второго счетчика, РЕ-вход шестого счетчика и R-вход пятого триггера соединены с шиной "Обнуление" устройства непосредственно, а R-входы первого, второго, третьего и четвертого триггеров и R-вход пятого счетчика соединены с шиной "Обнуление" соответст- венно через шестой, первый, пятый, четвертый и третий элементы ИЛИ, второй вход пятого элемента ИЛИ соединен с шиной "Стоп", а второй вход шестого элемента ИЛИ с выходом первого счетчика.

Введение новых элементов и связей позволяет оценить скорость реакции в баллах.

На чертеже представлена функциональная схема устройства. Предлагаемое устройство содержит генератор импульсов 1, первый RS-триггер 2, третий RS-триггер 3, второй RS-триггер 4, четвертый RS-триггер 5, пятый RS-триггер 6, первый счетчик 7, второй счетчик 8, третий счетчик 10, четвертый счетчик 9, пятый счетчик 11 и шестой счетчик 12, первый и второй элементы сравнения 13, 14, первый, второй и третий блоки индикации, выполненные соответственно на дешифраторах 15, 16, 17 и индикаторах 18, 19, 20, элементы ИЛИ 21, 22, 23, 24,25,26, элемент И 27, кодовый переключатель 28.

Первый и второй выход генератора 1 соединен соответственно со счетными входами счетчиков 7, 8 и 11, 12. S-вход первого триггера 2 и S-вход триггера 3 соединены и подключены к шине "Пуск". Выход триггера 2 соединен с входом разрешения счетчика 7, выходы которого соединены с первыми входами элемента сравнения 13, вторые входы которого соединены с выходами кодового переключателя 28. Прямой выход триггера 3 соединен со счетным входом счетчика 10, выходы которого соединены с дешифратором 17 третьего блока индикации, инверсный выход триггера 3 соединен со вторыми входами первого элемента ИЛИ 21 и элемента И 27, вторые входы которых соединены и подключены к выходу пятого триггера 6, S-вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения 13. Выход первого элемента ИЛИ 21 соединен с S-входом триггера 4, R-вход которого через второй элемент ИЛИ 22 соединен с выходом элемента И 27 и S-входом триггера 5, выход которого соединен с входом разрешения счетчиков 9, 11, 12. Выход триггера 4 соединен с входом разрешения счетчика 8, выходы которого соединены с первыми входами второго элемента сравнения 14, вторые входы которого подключены к выходам счетчика 11, R-вход которого через элемент ИЛИ 23 соединен с выходом второго элемента сравнения 14 и счетным входом счетчика 9, выходы которого соединены с входами дешифратора 16 второго блока индикации. Шина "Обнуление" соединена с R-входами счетчиков 7,8 и РЕ-входом счетчика 12, R-входом триггера 6 и через элементы ИЛИ 22, 24, 25, 26 с R-входами соответственно триггеров 4, 5, 3, 2, второй вход элемента ИЛИ 25 соединен с шиной "Стоп".

Кодовый переключатель может быть, например, типа ПП10-3РПВ счетчик 12 может быть выполнен на микросхеме 564ИЕ15.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства начинается с установки счетчиков 9, 10 в исходное состояние по сигналу "Сброс" и установки в исходное состояние по сигналу "Обнуление" счетчиков 7, 8, 12 и триггеров 2, 3, 4, 5, 6.

На кодовом переключателе 28 задают контрольное число, равное Т_о.

В счетчик 12 заносится с помощью кода М число С, которое выбирается, исходя из удобства (наглядности) оценки реакции в баллах.

После нажатия кнопки "Пуск" триггеры 2 и 3 устанавливаются в единичное состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 3 поступает на счетный вход счетчика 10, который считает число попыток (пусков) измерения и в счетчик записывается первая "1". Потенциальный уровень "1" с выхода триггера 2 разрешает счет импульсов с генератора 1 счетчиком 7 (счет времени), состояние счетчика отображается индикатором 18.

Во всех случаях после нажатия кнопки "Пуск" счетчик 7 работает один цикл до обнуления. При появлении сигнала переполнения с Р-выхода счетчика 7 триггер 2 через элемент ИЛИ 26 устанавливается в "0" и запрещает счет счетчиком 7. Испытуемому, который наблюдает состояние счетчика 7 реального времени Т_х по индикатору 18 предлагается нажать кнопку "Стоп" таким образом, чтобы разность Т_о-Т_х была минимальной. В зависимости от величины разности возможны три случая.

Кнопка "Стоп" нажата после совпадения Т_о и Т_х, т.е. после того, как счетчик 7 досчитает до числа Т_о запаздывание.

Кнопка "Стоп" нажата до совпадения Т_х и Т_о, т.е. до того как счетчик 7 досчитает до Т_о опережение.

Кнопка "Стоп" нажата после отсчета счетчиком 7 максимально возможного числа, определяемого объемом счетчика 7.

Рассмотрим первый случай. Кнопка "Стоп" нажата с запаздыванием.

В этом случае, когда счетчик 7 досчитает до числа Т_о, которое набрано на кодовом переключателе 28, схема сравнения 13 формирует сигнал, который устанавливает триггер 6 в состояние "1", этим сигналом через элемент ИЛИ 21 устанавливается в состояние "1" триггер 4, разрешая счет импульсов с генератора 1 счетчиком 8 и разрешает работу элемента И 27 по первому входу.

При нажатии кнопки "Стоп" через элемент 25 сигнал поступает на R-вход триггера 3 и устанавливает его в "0" состояние. С инверсного выхода триггера 3 сигнал через элемент И 27 и элемент ИЛИ 22 устанавливает триггер 4 в "0" и запрещает счет импульсов счетчиком 8. Кроме того, сигнал с выхода элемента И 27 устанавливает триггер 5 в "1" состояние и разрешает работу счетчиков 9, 11, 12. В этом случае в счетчик 8 записана величина интервала Δ ТТ_х Т_о| так называемая величина модуля, где Т_о контрольное число; Т_х число, которое находится в счетчике 7 в момент нажатия кнопки "Стоп".

На счетный вход счетчика 11 после сигнала разрешение поступают импульсы с генератора 1. Текущее значение счетчика 11 поступает на элемент 14, где сравнивается с величиной модуля Δ Т, сосчитанного счетчиком 8, при равенстве этих величин элемент сравнения 14 формирует сигнал, по которому в счетчик 9 записывается первая "1" и сбрасывается в исходное состояние счетчик 11. Счетчик 11 вновь начнет считать величину модуля Δ Т, а счетчик 12 продолжает счет, цикл повторяется до тех пор, пока счетчик 12 не досчитает до числа С, записанного в него. По достижении числа С сигналом переполнения со счетчика 12 триггер 5 устанавливается в "0" состояние и запрещает счет счетчиками 9, 11, 12.

При этом в счетчик 9 будет записан результат Р показывающий сколько раз в число С укладывается модуль Т.

Если испытуемый нажал кнопку "Стоп" очень близко к числу Т_о, например, разница в 1, Т_о + 1, то в счетчике 9 будет записано число "баллов", оценивающих реакцию испытуемого, равное Р С, т.е. максимальное число баллов, а если испытуемый нажмет "Стоп" при значении Т_х Т_о + С, то результат в счетчике 9 Р 1 минимальное число баллов.

Отсюда следует, что емкость счетчика 7 рассчитывается, исходя из T_xmax Т_о + С + 1.

Рассмотрим второй случай, кнопка "Стоп" нажата до совпадения значений Т_о и Т_х опережение.

В этом случае по сигналу "Стоп" триггер 3 устанавливается в "0" и сигналом с инверсного выхода через элемент ИЛИ 21 устанавливает в "1" триггер 4, который разрешит счет импульсов с генератора 1 счетчиком 8 (модуль Δ Т). Когда счетчик 7 досчитает до числа Т_о, схема сравнения 13 сформирует сигнал, который установит триггер 6 в "1" состояние и через элемент И 27, разрешенный по второму входу сигналом с инверсного выхода триггера 3, и элемент ИЛИ 22 установит триггер 4 в "0" и остановит счетчик 8.

Кроме того, через элемент И 27 установится в "1" триггер 5, который разрешит формирование результата оценки реакции с помощью счетчиков 9, 11, 12. Как описано выше.

Рассмотрим третий случай, когда величина модуля Δ Т> С, т.е. когда значение Т_о отстоит от значения Т_х на величину, большую, чем число С, Δ Т > С. В этом случае устройство работает так же как и в первом случае, но до момента нажатия кнопки "Стоп". При нажатии кнопки "Стоп" закончится счет в счетчике 8 и разрешится счет в счетчиках 9, 11, 12. Первым закончится счет в счетчике 12, который досчитает до числа С и импульсом переполнения через элемент ИЛИ 24 установит в "0" триггер 5 и остановит счетчики 9, 11, 12.

Так как счетчик 11 не досчитает до величины имеющегося модуля, элемент сравнения 14 сигнала не выдает и "зачета" результата в счетчике 9 не произойдет, т.е. результат будет равен 0.

Устройство позволяет оценивать реакцию испытуемого по нескольким попыткам, при этом испытуемый при каждой новой попытке нажимает кнопки "Обнуление", "Пуск" и "Стоп" в указанной последовательности. В результате счетчик 10 сосчитает число попыток К, а счетчик 9 суммарный результат баллов P_Σ P_i Результаты подсчета счетчиков 9 и 10 отображаются на индикаторах 19, 20.

Частота сигналов с генератора 1 на счетчики вычисления результата 11, 12 превышает частоту сигналов реального времени, поступающих на входы счетчиков 7, 8. Это сделано с тем, чтобы формирование результата происходило незаметно быстро, почти одновременно с нажатием кнопки "Стоп".

Предлагаемое устройство позволяет вычислить результат измерения реакции в баллах, что повышает информативность в оценке реакции, и расширяет его функциональные возможности, применяя для обучения детей, тренировки, а также представляет игровой интерес.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ, содержащее первый счетчик, счетный вход которого соединен с первым выходом генератора, вход разрешение с выходом первого RS-триггера, а выходы с входами первого элемента сравнения и первого блока индикации, второй счетчик, вход разрешения которого соединен с вторым RS-триггером, второй и третий блоки индикации и три RS-триггера, отличающееся тем, что в него введены второй блок сравнения, четыре счетчика, триггер, четыре элемента ИЛИ, элемент И и кодовый переключатель, при этом S-входы первого и третьего триггеров подключены к шине "Пуск", прямой выход третьего триггера подключен к счетному входу третьего счетчика, выходы которого соединены с вторым блоком индикации, инверсный выход третьего триггера соединен с первыми входами первого элемента И и элемента ИЛИ, выход которого соединен с S-входом второго триггера, R-вход которого через второй элемент ИЛИ соединен с выходом элемента И и S-входом четвертого триггера, выходы кодового переключателя соединены с вторыми входами первого элемента сравнения, выход которой соединен с S-входом пятого триггера, выход которого подключен к вторым входам элемента И и первого элемента ИЛИ, счетный вход второго счетчика подключен к первому выходу генератора, а выходы соединены с первыми входами второго элемента сравнения, выход которой соединен со счетным входом четвертого счетчика и через третий элемент ИЛИ с R-входом пятого счетчика, выходы которого подключены к вторым входам второго элемента сравнения, счетные входы пятого и шестого счетчиков соединены с вторым выходом генератора, входы разрешения пятого и шестого счетчиков соединены с входом разрешения четвертого счетчика и подключены к выходу четвертого триггера, R-вход которого через четвертый элемент ИЛИ соединен с выходом шестого счетчика, выходы четвертого счетчика соединены с третьим блоком индикации, R-входы третьего и четвертого счетчиков соединены с шиной "Сброс" устройства, R-входы первого и второго счетчиков, вход записи шестого счетчика и R-вход пятого триггера с шиной "Обнуление", а R входы четвертого, третьего и второго триггеров соединены с шиной "Обнуление" соответственно через четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ, вторые входы пятого и шестого элементов ИЛИ соединены соответственно с шиной "Стоп" устройства и R-выходом первого счетчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1