Устройство для измерения экстремальных значений усилий и времени их достижения

Устройство для измерения экстремальных значений усилий и времени их достижения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски« (»>637739

Социал мстим еснин

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-иу(51) .> Л. Кл.

С Ol 1= 5/02

//С Ol L 1/04 (22) Заявлено 17.06.77 (2Ц 2498026/18-10

r.. с присоединением заявки №

) еаудеретеенный «емнтет:

Севете Мнннстрее СССР ее делам нзобретеннй и открытей (23) Приоритет(43) Опубликоваио15.12.78.Бюллетень № 46 (53) УДК 531.781 (088.8) (45) Дата опубликования описания 20.12.78!

В. B. Иванов, В. Н. Муравьев и С. А. Кондра (72) Авторы изобретения

4 (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт физической культуры (54) УСТРОЙСТВО

ЗНАЧЕНИЙ УС

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение прн биомеханических исследованиях движений человека, особенно в области спорта.

Известны устройства для измерения максимального значения усилия, развиваемого человеком, и времени достижения этого максимума (1), содержащее упругий элемент, измеритель деформации упругого элемента, выполненный в виде индикатора часового типа, и тормозное устройство для фиксации штока индикатора при достижении максимального значения измеряемого усилия. Кроме того, известное устройство, с целью определения времени достижения максимального значения усилня, снабжено контактной парой, подключенной к цепи электросекундомера, один контакт которой расположен на упругом элементе, а другой на штоке индикатора.

Однако наличие контактной системы в этом устройстве обуславливает значительные погрешности измерения времени достижения максимального значения из-за значительной инерционности (запаздывания) срабатывания контактной пары. Кроме того, устройство не обладает необходимой функциональной гибкостью: оно позволяет измерять только

ЙЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ

ИЛИЙ И ВРЕМЕНИ ИХ ДОСТИЖЕНИЯ

2 одно максимальное значение и один временной интервал и не дает возможности измерять значения и моменты достижения дву и более экстремумов кривой усилия. Этот недостаток весьма существенен, так как кривая усилия во многих случаях обладает несколькими экстремумами (например, кривая измерения усилия во времени при ходьбе, беге, при различных взаимодействиях человека с опорой и т.д. имеет двухвершинный характер — два экстремума). щ Целью изобретения является повышение точности измерения экстремальных значений усилий и времени их достижения, а также обеспечение измерения нескольких экстремальных значений кривой усилия и времени их достижения.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены согласующий каскад, формирователь управляющих импульсов, дифференцирующие цепи, цифровой вольтметр, триггер и цифровой измеритель временных интервалов, причем выход усилителя через согласующий каскад соединен с входом формирователя управляющих импульсов, выход которого через дифференцирующие цепи соединен с входом триггера и входом внешнего запуска цифрового вольтметра, измеритель637739

3 ный вход которого соединен с выходом усилителя, а выход триггера подключен к, входу цифрового измерителя временных интервалов, выход которого, а также выход цифрового вольтметра подключены к регистрирующему устройству.

На фиг. l изображена блок-схема бписываемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы управляющих выходных сигналов функциональных блоков„поясняющие работу устройства.

19

Устройство содержит измеритель деформации упругого элемента 1, усилитель 2, согласующий каскад 3, логический блок 4, состоящий из формирователя 5 управляющих импульсов, двух дифференцирующих цепей 6 и 7, цифрового вольтметра 8, триггера 9, цифрового измерителя 10 временных интервалов и регистрирующего прибора !.

Устройство работает следующим образом, При приложении усилия к упругому элементу последний деформируется, при этом 2g деформация, пропорциональная прилагаемому усилию, преобразуется тензодатчиками в электрический сигнал, который усиливается усилителем 2 и поступает через согласующий каскад 3 на формирователь 5 управляющих импульсов. Последний вырабатывает импульсы управления, фронты которых соответствуют моментам перехода кривой усилия через экстремальные точки А;„, А„ „, А ф,, А„ „,; А ;„, H т. д. Так, Например, прй достижении кривой усилия экстремальной точки Л;„, на выходе формирователя 5 формируется отрицательный фронт импульса, который после дифференцирования цепью 7 поступает на общий вход триггера и перебрасывает его. При этом фронт импульса, снимаемого с выхода триг- З гера 9, запускает цифровой измеритель временных интервалов l0, который начинает отсчет времени достижения экстремального значения Am, (4 ). В момент перехода кривой через точку А„„,, на выходе формиров ател я 5 формируется положительный 4в фронт импульса, который после дифференцирования цепью 7 поступает иа вход триггера 9 и перебрасывает его в исходное со-. стояние, при этом цифровой измеритель временных интервалов прекращает отсчет времени, зафиксировав время достижения эк4 стремального значения Лх,. Одновременно с этим импульс с дифференцирующей це пи 6 поступает на вход <внешнего запуска» цифрового вольтметра 8 и запускает его, в результате чего происходит измерение экстремального значения усилия А, „,,. Далее измеренные значения Т,,, и А,„автоt матически регистрируются на ленте регистрирующего прибора 11.

Измерение значения второго экстремума

A и времени его достижения Т,»,, и 4ха последующих значений осуществляется аналогичным образом.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет значительно повысить точность измерения экстремальных значений усилия и времени их достижения, обеспечивает возможность измерения нескольких экстремумов, а также позволяет автоматизировать процесс измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения экстремальных значений усилий и времени их достижения, содержащее упругий элемент, измеритель деформаций упругого элемента, усилитель и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены согласующий каскад, формирователь управляющих импульсов, дифференцирующие цепи, цифровой вольтметр, триггер и цифровой измеритель временных интервалов, причем выход усилителя через согласующий каскад соединен с входом формирователя управляющих импульсов, выход которого через дифференцирующие цепи соединен с входом триггера и входом внешнего запуска цифрового вольтметра, измерительный вход которого соединен с выходом усилителя, а выход триггера подключен к входу цифрового измерителя временных интервалов, выход которого, а также выход цифрового вольтметра подключены к регистрирующему прибору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР № 463882, кл. б 01 L 5/02, 1972.

637739

Йавгматра (Ю

Составитель Г. Максягии

Редактор С. Хейфиц Техред О. Луговая Корректор С. Шекнар

Заказ 7 f 00/35 Тираж 070 Подписное

1!НИИПИ Государственного коиитета Совета Министров СССР но делам изобретений и oTKpbAHH

I I ЗОЗ5. Москва, Ж-35, Раугиская нэб., д. 4/5

Филиал f1 f Ill Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4