Устройство для измерения критической частоты световых мельканий

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для определения степени утомления человека и диагностических исследований. Устройство содержит два ключа, тумблер, одновибратор, вентиль, счетчик, блок индикации, последовательно соединенные переключатель режимов, генератор, преобразователь напряжение-частота, источник световых импульсов. Испытуемый поочередным нажатием кнопок с помощью устройства определяет действительное значение критической частоты световых мельканий. Устройство позволяет измерить истинное значение критической частоты световых мельканий, уменьшить время измерения и повысить надежность. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для определения степени утомления человека и диагностических исследований.

Известно устройство для измерения критической частоты слияния мельканий, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, первый элемент запрета, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, преобразователь напряжение-частота, второй элемент запрета, источник световых импульсов, последовательно соединенные кнопку испытуемого, триггер, ждущий мультивибратор паузы, ждущий мультивибратор сброса, а также регистратор, компаратор и элемент И, причем выход ждущего мультивибратора сброса соединен с вторым входом триггера, выход преобразователя напряжение-частота соединен с входом регистратора, вход компаратора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом начальной установки реверсивного счетчика, первый вход элемента И соединен с выходом генератора, второй - с выходом триггера, а выход - с вторым входом реверсивного счетчика, вторые входы первого и второго элементов запрета соединены с выходом триггера (а. с. СССР N 1292734, кл. A 61 B 5/16).

При измерениях критической частоты световых мельканий испытуемому предъявляют источник световых импульсов с дискретно изменяющимся значением частоты мельканий в диапазоне 20 ... 50 Гц с шагом 1 Гц и экспозицией 1 с. После обнаружения критической частоты световых мельканий значение частоты световых импульсов уменьшается на 5 Гц и тест повторяется.

Известно устройство для измерения критической частоты слияния мельканий, содержащее преобразователь код-частота, выход которого соединен с входами источника световых импульсов и измерителя частоты, триггер, выход которого соединен с одним входом преобразователя код-частота и первым входом сдвигового регистра, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом триггера и выходом первого ключа, а второй вход - с вторым входом триггера и выходом второго ключа, выходы сдвигающего регистра соединены с другими входами преобразователя код-частота, один из выходов сдвигового регистра соединен с входами первого и второго ключей (а. с. СССР N 1373399, кл. A 61 B 5/16).

При измерениях критической частоты световых мельканий испытуемому предъявляют источник световых импульсов с дискретно изменяющимся значением частоты мельканий. На первом шаге испытаний частота световых мельканий равна средней точке зоны возможных значений 20 ... 60 Гц. Если испытуемый видит мелькания, критическая частота световых мельканий находится в высокочастотной части зоны возможных значений, если не видит - в низкочастотной части. На втором шаге испытуемому предъявляют частоту мельканий, равную средней точке определенной на первом шаге высокочастотной или низкочастотной части зоны возможных значений и т.д. Количество шагов определяется необходимой точностью измерений.

Недостатком известных устройств является большое количество шагов определения критической частоты световых мельканий, что занимает значительное время, приводит к дополнительному утомлению зрительных анализаторов, а следовательно, к снижению точности результатов измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения критической частоты световых мельканий, содержащее ключ испытуемого, сдвигающий регистр, пять триггеров, три ждущих мультивибратора, переключатель режимов, генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-частота, источник световых импульсов, элемент ИЛИ, вычислитель среднего значения, блок индикации, компаратор и индикатор сбоя, причем выход ключа соединен с входом сдвигающего регистра, первый выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй выход - с вторым входом первого триггера, первым входом второго триггера и входом первого ждущего мультивибратора, третий выход - с вторым входом третьего триггера и входом второго ждущего мультивибратора, четвертый выход - с вторыми входами пятого триггера и элемента ИЛИ, выход первого ждущего мультивибратора соединен с вторым входом второго триггера и первым входом третьего триггера, выход второго ждущего мультивибратора соединен с первыми входами четвертого триггера и элемента ИЛИ и входом третьего ждущего мультивибратора, выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера и первым входом пятого триггера, выходы триггеров соединены через переключатель режимов с входом генератора, выход которого соединен с входами компаратора и преобразователя, выходы которых соединены соответственно с входами индикатора сбоя и источника световых импульсов, выход преобразователя соединен также с первым входом вычислителя, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выходы - с входами блока индикации (а.с. СССР N 1623605, кл. A 61 B 3/00, 5/16).

Недостатком данного устройства является то, что измеренное значение критической частоты световых мельканий не соответствует истинному. Опыт работы с устройствами, изготовленными по данному а.с. СССР и по а.с. СССР N 1741778, кл. A 61 B 5/16 показал, что это происходит из-за разных динамических ошибок в ходе определения критической частоты световых мельканий, вызванных разным временем реакции при возрастании и убывании частоты световых мельканий.

В предлагаемом изобретении в устройство для измерения критической частоты световых мельканий, содержащее блок индикации и последовательно соединенные переключатель режимов, генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-частота, источник световых импульсов, дополнительно введены ключи "Увеличение частоты" и "Уменьшение частоты", тумблер "КЧСМ", одновибратор, вентиль и счетчик, причем выходы ключей соединены с входами переключателя режимов, нормально-разомкнутый выход тумблера - с входом одновибратора, нормально-замкнутый - с входом обнуления счетчика, выход одновибратора соединен с вторым входом вентиля, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, выход - с счетным входом счетчика, выход счетчика соединен с входом блока индикации.

Заявляемое устройство благодаря введению ключей "Увеличение частоты" и "Уменьшение частоты", тумблера "КЧСМ", одновибратора, вентиля и счетчика позволяет: - определить истинное значение критической частоты световых мельканий; - уменьшить время измерения критической частоты световых мельканий, что способствует уменьшению утомления зрительных анализаторов, а следовательно, увеличению точности результатов измерений; - улучшить психоэмоциональное состояние испытуемого по сравнению с состоянием при измерениях критической частоты световых мельканий известными устройствами благодаря активному участию испытуемого в процессе измерений, что в свою очередь способствует уменьшению утомления зрительных анализаторов и увеличению точности результатов измерений; - упростить устройство, повысив тем самым его надежность.

Таким образом, заявляемое устройство отличается от известных новыми свойствами, обуславливающими получение положительного эффекта.

На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемого устройства, на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Заявляемое устройство содержит ключи 1 и 2, тумблер 3, генератор 4 линейно изменяющегося напряжения, переключатель 5 режимов, преобразователь 6 напряжение-частота, одновибратор 7, вентиль 8, счетчик 9, источник 10 световых импульсов и блок 11 индикации.

В качестве генератора 4 линейно изменяющегося напряжения используется стандартный интегратор на операционном усилителе с резисторами на входе, коммутируемыми переключателем 5, чтобы получить различную скорость нарастания напряжения на выходе генератора 4, а изменяя полярность входного напряжения - изменять направление интегрирования (нарастание или падение выходного напряжения).

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии тумблер 3 находится в положение "Измерение", как показано на фиг. 1. При включении питания генератор 4 выдает на преобразователь 6 постоянное напряжение, соответствующее начальной частоте F1 = 20 Гц световых колебаний. Преобразователь 6 преобразует это напряжение в частоту, которая управляет источником 10 (интервал времени 0 ... T1).

Испытуемый нажимает кнопку 1 (момент времени T1) и через переключатель 5 устанавливает генератор 4 в режим генерации линейно нарастающего напряжения. Преобразователь 6 преобразует это напряжение в пропорционально изменяющуюся частоту, которая источником 10 преобразуется в световые импульсы, предъявляемые испытуемому (интервал времени T1 ... T2).

На интервале времени T1 ... T2 испытуемый, удерживая кнопку 1, определяет момент слияния световых мельканий, в который отпускает кнопку 1 (момент времени T2, частота F2). При этом генератор 4 сохраняет на выходе постоянное напряжение, соответствующее частоте F2.

Испытуемый нажимает кнопку 2 (момент времени T3) и через переключатель 5 устанавливает генератор 4 в режим генерации линейно падающего напряжения. Преобразователь 6 преобразует это напряжение в пропорционально изменяющуюся частоту, которая источником 10 преобразуется в световые импульсы, предъявляемые испытуемому (интервал времени T3 ... T4).

На интервале времени T3 ... T4 испытуемый, удерживая кнопку 2, определяет момент слияния световых мельканий, в который отпускает кнопку 2 (момент времени T4, частота F3). При этом генератор 4 сохраняет на выходе постоянное напряжение, соответствующее частоте F3.

Далее испытуемый поочередным нажатием кнопок 1 и 2 методом последовательного приближения определяет действительное значение F критической частоты световых мельканий.

По окончании измерений испытуемый переводит тумблер 3 в положение "Считывание", одновибратор 7 вырабатывает импульс заданной длительности, например, длительностью 1c, который открывает вентиль 8. Частота с выхода преобразователя 6 через вентиль 8 поступает на счетчик 9, результат счета отображается на блоке 11 индикации.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определить истинное значение критической частоты световых мельканий; уменьшить время измерения критической частоты световых мельканий, что способствует уменьшению утомления зрительных анализаторов, а, следовательно, увеличению точности результатов измерений; улучшить психоэмоциональное состояние испытуемого по сравнению с состоянием при измерениях критической частоты световых мельканий известными устройствами благодаря активному участию испытуемого в процессе измерений, что в свою очередь способствует уменьшению утомления зрительных анализаторов и увеличению точности результатов измерений; упростить устройство, повысив тем самым его надежность.

Формула изобретения

Устройство для измерения критической частоты световых мельканий, содержащее блок индикации и последовательно соединенные переключатель режимов, генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-частота, источник световых импульсов, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два ключа, тумблер, одновибратор, вентиль и счетчик, причем выходы ключей соединены с входами переключателя режимов, нормально разомкнутый выход тумблера - с входом одновибратора, нормально замкнутый - с входом обнуления счетчика, выход одновибратора соединен с вторым входом вентиля, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, выход с счетным входом счетчика, выход счетчика соединен с входом блока индикации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2