Устройство для измерения критической частоты световых мельканий

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования глаз. Устройство содержит генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение - частота, источник световых импульсов, ключ, устанавливающий генератор в режим генерации нарастающего напряжения, ключ, устанавливающий генератор в режим генерации падающего напряжения, переключатель режимов, тумблер, одновибратор, вентиль, счетчик и блок индикации. Причем генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение - частота и источник световых импульсов соединены последовательно. 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 - со счетным входом счетчика, выход счетчика соединен с входом блока индикации. Устройство также содержит дополнительный ключ и второй одновибратор, причем выход ключа соединен с входом второго одновибратора, выход которого соединен с третьим входом переключателя режимов. Изобретение позволяет повысить точность измерения критической частоты световых мельканий. 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 (авт. свид. СССР 1292734, МКИ А 61 В 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 (авт. свид. СССР 1373399, МКИ А 61 В 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 зрительного анализатора, а следовательно, к снижению точности результатов измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения критической частоты световых мельканий, содержащее ключи "Увеличение частоты" и "Уменьшение частоты", тумблер "КЧСМ", блок индикации, одновибратор, вентиль, счетчик и последовательно соединенные переключатель режимов, генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение - частота, источник световых импульсов, 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 (патент РФ 2141253, МКИ А 61 В 5/16).

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения критической частоты световых мельканий, так как она определяется при непрерывно изменяющейся частоте, а глаз человека более чувствителен к восприятию дискретно изменяющейся частоты [1].

Заявляемое устройство позволяет повысить точность измерения критической частоты световых мельканий.

В предлагаемом изобретении в устройство для измерения критической частоты световых мельканий, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение - частота, источник световых импульсов, ключ установки генератора в режим генерации нарастающего напряжения, ключ установки генератора в режим генерации падающего напряжения, переключатель режимов, тумблер, первый одновибратор, вентиль, счетчик и блок индикации, причем генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение - частота и источник световых импульсов соединены последовательно, а 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 - со счетным входом счетчика, выход счетчика соединен с входом блока индикации, введены дополнительный ключ и второй одновибратор, причем выход ключа соединен с входом второго одновибратора, выход которого соединен с третьим входом переключателя режимов.

Заявляемое устройство благодаря введению дополнительного ключа и второго одновибратора позволяет повысить точность измерения критической частоты световых мельканий, так как она определяется при дискретно изменяющейся частоте, к которой глаз человека более чувствителен по сравнению с непрерывно изменяющейся частотой.

Таким образом, заявляемое устройство отличается от известных новым свойством, обусловливающим получение положительного эффекта.

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

Заявляемое устройство содержит генератор 5 линейно изменяющегося напряжения, переключатель 6 режимов, преобразователь 7 напряжение - частота, первый 8 и второй 9 одновибраторы, вентиль 10, счетчик 11, источник 12 световых импульсов, блок 13 индикации, ключ 1 установки генератора в режим генерации нарастающего напряжения, ключ 2 установки генератора в режим генерации падающего напряжения, ключ 3 увеличения частоты генератора 5 на 0,1 Гц и тумблер 4.

В качестве генератора 5 линейно изменяющегося напряжения используется стандартный интегратор на операционном усилителе с резисторами на входе, коммутируемыми переключателем 6, чтобы получить различную скорость нарастания напряжения на выходе генератора 5, а изменяя полярность входного напряжения, изменять направление интегрирования (нарастание или падение выходного напряжения).

Ключи 1-3 представляют собой ручные переключатели на два положения для замыкания и размыкания электрических цепей управления и выполнены в виде кнопок управления.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии тумблер 4 находится в положении "Измерение", как показано на фиг. 1. При включении питания генератор 5 выдает на преобразователь 7 постоянное напряжение, соответствующее начальной частоте F1=20 Гц световых мельканий. Преобразователь 7 преобразует это напряжение в частоту, которая управляет источником 12 (интервал времени 0-Т1).

Испытуемый замыкает ключ 1 (момент времени Т1) и через переключатель 6 устанавливает генератор 5 в режим генерации линейно нарастающего напряжения, соответствующего скорости изменения частоты световых мельканий порядка 20 Гц/с. Преобразователь 7 преобразует это напряжение в пропорционально изменяющуюся частоту, которая источником 12 преобразуется в световые импульсы, предъявляемые испытуемому (интервал времени Т1-Т2).

На интервале времени Т1-Т2 испытуемый, удерживая ключ 1 в замкнутом состоянии, определяет момент слияния световых мельканий, в который размыкает ключ 1 (момент времени Т2, частота F2). При этом генератор 5 сохраняет на выходе постоянное напряжение, соответствующее частоте F2.

Затем испытуемый замыкает ключ 2 (момент времени Т3) и через переключатель 6 устанавливает генератор 5 в режим генерации линейно падающего напряжения, соответствующего скорости изменения частоты световых мельканий порядка 1 Гц/с. Преобразователь 7 преобразует это напряжение в пропорционально изменяющуюся частоту, которая источником 12 преобразуется в световые импульсы, предъявляемые испытуемому (интервал времени Т3-Т4).

На интервале времени Т3-Т4 испытуемый, удерживая ключ 1 в замкнутом состоянии, определяет момент различения световых мельканий, в который размыкает ключ 1 (момент времени Т4, частота F3). При этом генератор 5 сохраняет на выходе постоянное напряжение, соответствующее частоте F3.

Далее испытуемый последовательным замыканием ключа 3 определяет действительное значение F критической частоты световых мельканий (интервал времени Т4-Т5). При каждом замыкании ключа 3 второй 9 одновибратор вырабатывает импульс, длительность которого соответствует увеличению частоты на выходе преобразователя 7 на 0,1 Гц.

По окончании измерений испытуемый переводит тумблер 4 в положение "Считывание", первый 8 одновибратор вырабатывает импульс длительностью 1 с, который открывает вентиль 10. Частота с выхода преобразователя 7 через вентиль 10 поступает на счетчик 11, результат счета отображается на блоке 13 индикации.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения критической частоты световых мельканий за счет дискретного изменения их частоты на последнем этапе измерений.

Источник информации 1. Авторское свидетельство 1346136 СССР, МКИ А 61 В 5/16. Устройство для исследования критической частоты слияния мельканий. В.А. Максимович, В.И. Прокопец (СССР). - 4 с.

Формула изобретения

Устройство для измерения критической частоты световых мельканий, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-частота, источник световых импульсов, ключ, устанавливающий генератор в режим генерации нарастающего напряжения, ключ, устанавливающий генератор в режим генерации падающего напряжения, переключатель режимов, тумблер, одновибратор, вентиль, счетчик и блок индикации, причем генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-частота и источник световых импульсов соединены последовательно, а 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 - со счетным входом счетчика, выход счетчика соединен с входом блока индикации, отличающееся тем, что в него дополнительно введены ключ и второй одновибратор, причем выход ключа соединен с входом второго одновибратора, выход которого соединен с третьим входом переключателя режимов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2