Аналоговый измеритель частоты

 

Союз Советскин

Соцмалистмчеекин

Республик

И С А Н И Е- (ti)9301

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 27.02.80 (21) 2887090/18-21 с присоединениент заявки М (5l)M. Кл.

G 01 R 23/02

3ЪнуааретвенныХ камнтет

СССР ав жмем нзебретеннй н открытнХ

{23) Приоритет - "ьт

Опубликовано 23.05.82, Бюллетень Ют 19 (») УДК 621. .317.7 (088.8) Дата опубликования описания 25.05.82 (72) Авторы изобретения

В.Л. Славинский и A. Г.. Радченко

Всесоюзный заочный политехнический институт (71) Заявитель (54} АНАЛОГОВЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к медицинской .технике„ в частности к аналоговым измерителям частоты сердечных сокращений, и может быть использовано в системах непрерывного наблюдения за больными и в спортивной медицине для измерения мгновенного или среднего значения частоты пульса.

В настоящее; время известны измерители частоты пульса, основанные на

1О измерении периода пульсации и преобразовании этого значения в частоту. ударов в минуту, содержащие источники питания, формирователи, ключи (1).

Однако эти устройства обладают низкой надежностью .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее формирователь, выход которого соединен с входами первого и второго одновибраторов, выходы последних соединены с первыми входами nepeoro и второго электронных ключей, второй вход первого электронного ключа соединен с одним из полюсов источников питания, а выход соединен с вторым входом второго электронного ключа j2 ).

Недостаток известного устройстванизкая надежность.

Цель изобретения - повышение на- дежности устройства.

Эта цель достигается тем, что в аналоговый измеритель частоты, содержащий формирователь, выход которого соединен со входами первого и вто" рого одновибраторов, выходы последних соединены с первыми входами nep8oro и второго электронных ключей, второй вход первого электронного клтт" ча соединен с одним из полюсов источника питания, а выход - с вторым входом второго электронного ключа, введены два конденсатора, резистор, истоковый повторитель и измерительный прибор, причем резистор подключен параллельно первому конденсатору, одна обкладка которого подклю930145 где T „T >

K=»C1 " g "пит

3 чена к выходу первого электронного ключа, а другая обкладка - к точке соединения другого полюса источника питания, первого входа измеритель-! ного прибора и одной обкладки второго конденсатора, другая обкладка которого соединена с выходом второго электронного ключа и с управляющим входом истокового повторителя, другой вход которого соединен со вто- о рым входом первого электронного ключа, а выход - с вторым входом измерительного прибора.

На фиг. 1 приведена структурная схема портативного аналогового пуль- 15 сомера; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу пульсомера, Устройство содержит Формирователь 1, одновибраторы 2 и 3, электронные ключи 4 и 5, источник 6 питания, истоковый повторитель 7, из,мерительный прибор 8, два конденсатора 9 и 10 и резистор 11.

Работает устройство следующим образом. 25

Передним Фронтом сформированного формирователем 1 импульса измеряемой частоты запускаютсв одновибраторы 2 и 3. Одновибрвтор. 2 формирует импульс стабильной длительности зе (фи г. 2 6 и Ь ), в течение которого через электронный ключ 4 заряжается первый конденсатор 9 до напряжения источника 6.

В момент окончания импульса одновибратора 2 электронный ключ. 4 размыкается и происходит разряд первого конденсатора 9 через резистор 11 (фиг, 2,ъ) до момента прихода сле дующего импульса измеряемой частоты

Гх по закону

О„() = НпитЕ

В момент прихода следующего сформированного импуль са (фи r. 2,с ) на короткое время от одновибратора 3 открывается электронный ключ 5. В течение этого времени напряжение U < на конденсаторе 9 передается на второй конденсатор 10. Это напряжение через истоковый повторитель 7 пере. дается на измерительный прибор 8, который отградуирован в единицах измеряемой частоты. На фиг. 2, показано, что при уменьшении мгновенного значения измеряемой частоты (фиг.2,a) напряжение на вторичном приборе также уменьшается (Uq).

Итак, для измеряемой частоты с учетом (1) можно записать

А

F =Š-5 —

+С, ЯР О ФС„Й

- длительность выходного импульса одновибратора 2;

- емкость конденсато ра 9;

- сопротивление резистора 11;

- напряжение заряда конденсатора 9.

И,э, ап,. gap + pCI J A пит

В Формуле (2) все величины, кроме U являются постоянными величиq t нами и поэтому (2) можно переписать в виде

1х К+с Qc

М их

Соответствующим выбором постоянной времени C

= 1/(К+ ф ń1/Их) ! Таким образом, показания прибора 8 (с учетом времени успокоения прибора) соответствуют мгновенному значению частоты пульса. Если параллельно вторичному прибору 8 подключить конденсатор, то его показания будут соответствовать среднему значению. Вместо измерительного прибора

8, в принципе, можно подключить самописец и тогда будем иметь информацию об изменении частоты пульса во времени.

Предлагаемое устройство имеет систематическую составляющую погрешности, обусловленную конечной длитель.ностью выходного импульса одновибратора 3, вследствие чего напряжения на конденсаторе 10 несколько больше, чем на конденсаторе 9.(фиг. 2,1., точка А). Но это явление может быть учтено при тарировке показывающего прибора. С целью уменьшения этой со ставляющей погрешности, вместо одновибратора 3 практически достаточно

930

5 применить дифференцирующую RC-цепочку.

Дискретная часть предлагаемого устройства выполнена на микросхемах .MOll-структуры, что позволило все ,элементы вместе с автономным источником питания разместить в корпусе головки прибора M 304. формула изобретения

Аналоговый измеритель частоты, содержащий формирователь, выход которого соединен со входами первого и второго одновибратора, выходы последних соединены с первыми входами первого и второго электронных ключей, второй вход первого электронного ключа соединен с одним из полюсов источников питания, а выход - с вторым входом второго электронного ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два конденсатора, ре- д зистор, истоковый повторитель и из145 6 мерительный прибор причем резистор подключен. параллельно первому конденсатору, одна обкладка которого подключена к выходу первого электронного ключа, а другая обкладкак точке соединения другого полюса источника питания, первого входа из" мерительного прибора и одной обкладки второго конденсатора, другая обкяадка которого соединена с выходом второго электронного ключа и с управляющим входом истокового повторителя, другой вход которого соединен cd etO" рым входом первого электронного клю ча, а выход - с вторым входом измерительного прибора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Вопросы радиоэлектроники". l971. Сер. общетехническая, вып. 20, с. 63.

2. Кирианаки H.Â. и Дудыкевич В.S.

Иетоды и устройства цифрового измерения низких и инфранизких частот.

Львов, "Вища школа", 1975, с. 96, .рис. 3-7.

930145

Заказ 3459/57

Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Воронина

Редактор В. Лазаренко Техред Л, Пекарь Корректор Л. Бокван