體育多用測試儀制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)是一種用于測量人體在運動中多種數(shù)據(jù)的多用測試儀。該裝置采用了與非門、運放集成塊、計數(shù)器、Ｄ觸發(fā)器、時基電路集成塊等元件以及打印式計算器，使其以較低的成本實現(xiàn)了對運動速度、瞬時心率、無氧功率與踏跳中的高度、速度、角度的測量，同時還可方便的用于醫(yī)療上的心率監(jiān)測，和用于遙控、光電計數(shù)、脈沖周期的測量，實現(xiàn)了一機(jī)多用。（*該技術(shù)在1999年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)是一種用于測量人體運動中多種數(shù)據(jù)的多功能多用測試儀。該儀器特別適用于測試運動速度、瞬時心率、無氧功率，以及運動員(人體)在踏跳中的高度、速度、角度等數(shù)據(jù)。在體育教學(xué)和訓(xùn)練中常常需要對一些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而一些儀器功能單一且僅能顯示原始數(shù)據(jù)，無法顯示處理多種數(shù)據(jù)。人們曾采用單片機(jī)，此機(jī)雖好，但由于它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，使基層體育單位的使用受到限制。為了解決上述問題，本技術(shù)的目的在于通過對中國專利申請88213441.8中設(shè)計的《打印記錄及數(shù)字顯示式脈率儀》進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠用于測量運動速度、瞬時心率、無氧功率，以及在踏跳中的高度、速度、角度等的體育多用測試儀。為此，本技術(shù)的技術(shù)解決方案是在本專利技術(shù)人申請的中國專利申請88213441.8的《打印記錄及數(shù)字顯示式脈率儀》的基礎(chǔ)上，根據(jù)多用測試儀的各種功能均是以儀器所測定的信號周期和從有關(guān)公式中推導(dǎo)的常數(shù)送入計算器內(nèi)進(jìn)行運算處理的結(jié)果的這一原理，進(jìn)行以下改進(jìn)，其一是增設(shè)一個可產(chǎn)生1000HZ信號發(fā)生器和四位計數(shù)器。其二是為使計數(shù)器內(nèi)保持于計數(shù)狀態(tài)的數(shù)字能順利的復(fù)置到計算器中，設(shè)計了一個動態(tài)譯碼器。其三是為使計算器與外圍元件能夠很好的相聯(lián)，設(shè)計一個相應(yīng)的接口電路。其四是設(shè)計了一個程控器使儀器能夠按測試計數(shù)——送數(shù)——運算——顯示——打印——自動復(fù)位的程序有條不紊的，周而復(fù)始的進(jìn)行正常的工作。其五是對信號輸入部件、門控電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭樱怪軌蜻m應(yīng)本儀器多種測試功能的需要。根據(jù)以上五點，本技術(shù)的技術(shù)解決方案的實施要點是由信號輸入部件、門控電路、定時器等組成。現(xiàn)敘述如下一、信號輸入部件是由調(diào)頻接收、信號通道及聲光信號發(fā)生器等三部分組成。其中，調(diào)頻接收直接采用單片調(diào)頻解調(diào)集成電路、電阻〔R1〕、電容〔C1〕等，可將由心電發(fā)射機(jī)送來的心率信號或其它遙控信號解調(diào)成電脈沖信號后，再經(jīng)插口〔N1〕輸入信號通道；信號通道是由通道一和通道二組成。通道一是由運放〔A1、A2〕、電阻〔R2－R6〕、電容〔C2〕等構(gòu)成的兩級放大器和由與非門〔1－4〕、電容〔C3〕、電阻〔R7〕、二極管〔D1〕構(gòu)成的單穩(wěn)整形電路兩者組成。通道二是為適應(yīng)多種測試功能而設(shè)計的，由運放〔A3、A4〕、電阻〔R8－R14〕、插口〔N2〕構(gòu)成的放大器和由與非門〔5－8〕、電阻〔R15－R17〕、電容〔C4、C5〕、二極管〔D2、D3〕構(gòu)成的雙穩(wěn)電路等兩者組成。各種踏跳及其它一些需分別啟停控制信號由兩個傳感器分別送入插口〔N2〕，經(jīng)該通道進(jìn)行放大、整形、除去干擾信號后再送往門控電路；聲光信號發(fā)生器是由與非門〔13、14〕、電阻〔R8、R32〕、電容〔C6〕、發(fā)音片〔HDT〕、發(fā)光二極管〔D9〕等構(gòu)成，當(dāng)測試信號進(jìn)入通道一次，門〔13、14〕就工作一次，產(chǎn)生聲光信號一次。二、門控電路是由與非門〔9、10〕、雙D觸發(fā)器〔N1、N2〕組成的門控雙穩(wěn)電路來擔(dān)任。并由它來轉(zhuǎn)換成寬度與信號周期相等的方波，從而控制了由與非門〔11、12〕構(gòu)成的閘門的采樣時間，控制進(jìn)入計數(shù)電路的時鐘脈沖數(shù)，實現(xiàn)對時間的測量。三、計數(shù)電路是由時基電路集成塊〔IC1〕、電阻〔R19、R20〕、電容〔C7、C8〕構(gòu)成的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，和由與非門〔11、12〕、計數(shù)器〔P1－P4〕等組成。其中時基電路〔IC1〕的3腳可產(chǎn)生1000HZ的時鐘信號。計數(shù)電路的工作情況為當(dāng)D觸發(fā)器〔N1〕的Q端呈“1”時，門〔11、12〕打開，時鐘信號進(jìn)入計數(shù)器〔P1〕的CP輸入端。計數(shù)器〔P1〕的另一個CT輸入端為“1”時，則從CP端進(jìn)入的信號呈上跳變計數(shù)，計數(shù)器〔P1〕的四個輸出端以BCD碼計數(shù)。當(dāng)?shù)?個脈沖時，計數(shù)器〔P1〕的A、B、C、D端呈“1001”，當(dāng)?shù)?0個脈沖時變?yōu)椤?000”，當(dāng)D端由“1”跳向“0”，同時利用下沿向計數(shù)器〔P2〕的CT端送入一進(jìn)位脈沖。計數(shù)器〔P2－P4〕的CP端均接地，并利用各自的CT輸入端接受前一級的進(jìn)位脈沖，從而就組成了四位十進(jìn)計數(shù)器；當(dāng)D觸發(fā)器〔N1〕的Q端變?yōu)椤?”時，信號門〔11、12〕即關(guān)閉，阻斷時鐘信號，計數(shù)器均停止計數(shù)，此時四位計數(shù)狀態(tài)將保持至清零端R接受到一個正脈沖信號為止。四、動態(tài)譯碼器是由16個模擬開關(guān)〔M1－M4〕、譯碼器〔M5〕及電阻〔R23－R26〕等組成。該動態(tài)譯碼器用于把計數(shù)器內(nèi)保持在計數(shù)狀態(tài)的數(shù)字復(fù)置入計算器〔Z〕內(nèi)。其聯(lián)接方式為將每個四位計數(shù)器BCD碼的輸出端〔A、B、C、D〕經(jīng)模擬開關(guān)〔M1－M4〕同時輸入“BCD碼－－十進(jìn)制譯碼器的輸入端〔A、B、C、D〕，每個模擬開關(guān)的控制端接至程控電路。為保證譯碼器能從高位至低位逐個譯碼，所以四位的模擬開關(guān)的控制端按高位至低位順序接程控電路中計數(shù)器〔P7〕的輸出端〔Q1、Q3、Q5、Q7〕。這樣就在時序信號的作用下，由高位到低位逐個導(dǎo)通每位模擬開關(guān)，將每位計數(shù)器的“BCD碼”數(shù)據(jù)逐個送入譯碼器〔M5〕譯碼。由譯碼器〔M5〕的輸出端送出“0～9”的數(shù)字去控制接口電路“0～9”的控制線的電平狀態(tài)。以此，實現(xiàn)由高位至低位，將四位計數(shù)器〔P1－P4〕內(nèi)的數(shù)字復(fù)置到計算器〔Z〕內(nèi)。另外，為保證譯碼器〔M5〕在平時無高電平輸出，將譯碼器〔M5〕的四個輸入端經(jīng)電阻〔R23－R26〕后接至電源〔VDD〕。五、程控器是由與非門〔15－18〕、計數(shù)器〔P7、P8〕、電阻〔R21、R30〕、電容〔C9、C10〕、等組成。其中門控振蕩器由與非門〔15、16〕組成，時序脈沖發(fā)生器由與非門〔17、18〕、計數(shù)器〔P7、P8〕等組成。其工作情況為當(dāng)D觸發(fā)器〔N2〕的Q端呈“1”時，門控振蕩器工作，送出連續(xù)性脈沖至計數(shù)器〔P7〕的CP端，使時序脈沖發(fā)生器工作，產(chǎn)生17個連續(xù)性的時序脈沖。當(dāng)計數(shù)器〔P7〕計數(shù)至第9個脈沖時，Q9端呈“1”，打開信號門〔17、18〕，在下一個脈沖信號推動下，信號被送入計數(shù)器〔P8〕的CP端繼續(xù)進(jìn)行計數(shù)，由于Q9端與CT端相聯(lián)，使計數(shù)器〔P7〕的CT端保持高電平，從而使計數(shù)器〔P7〕停止計數(shù)。當(dāng)計數(shù)器〔P8〕接受了脈沖信號，直至第17個脈沖信號到來時，由計數(shù)器〔P8〕的Q10端向整個電路的置零端〔R〕送入一個正脈沖，使電路復(fù)位，計數(shù)電路、程控器等均清零復(fù)位。在計數(shù)器〔P8〕的R端特設(shè)置了電阻〔R30〕、電容〔C10〕以展寬清零信號脈沖，使清零能更有效的進(jìn)行。六、接口電路根據(jù)HR－8型計算器〔Z〕的鍵盤矩陣是由四條行線和八條列線組成不同的行列組合，而產(chǎn)生“0～9”的數(shù)字鍵碼及各種功能鍵碼，使計算器〔Z〕能進(jìn)行正常的工作和顯示。據(jù)此，本接口電路使用其中的四條行線“①、②、③、④，(即芯片中的19、17、16、15等腳)”和七條列線“⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩、⑾、(即芯片中的13、12、11、10、9、8、7等腳)”組成“0～9”和“×、÷、＝、·、MR、P／＃”等16個按鍵。為使16個按鍵能自動控制其導(dǎo)通或斷開，這里采用16個模擬開關(guān)〔M6－M21〕。16個模擬開關(guān)〔M6－M21〕的兩開關(guān)端分別與上述16個按鍵矩陣排列相連。其中模擬開關(guān)〔M6－M15〕的控制端分別接譯碼器〔M5〕的輸出端〔Q0－Q9〕，擔(dān)任數(shù)字鍵“0～9”的控制。模擬開關(guān)〔M16－M21〕的控制端分別與時序電路中的計數(shù)器〔P7〕的輸出端〔Q8〕及計數(shù)器〔P本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于測量人體運動中多種數(shù)據(jù)的多用測試儀，該裝置具有：信號輸入部件、門控電路、計數(shù)電路，本實用新型的特征在于增設(shè)了動態(tài)譯碼器、接口電路、程控器、定時器，其中：１．１、信號輸入部件中信號通道的通道二是由運放［Ａ３、Ａ４］、電阻［Ｒ８－Ｒ １４］、插口［Ｎ２］構(gòu)成的放大器和由與非門［５－８］、電阻［Ｒ１５－Ｒ１７］、電容［Ｃ４、Ｃ５］、二極管［Ｄ２、Ｄ３］構(gòu)成的雙穩(wěn)電路組成的，１．２、計數(shù)電路是由時基電路集成塊［ＩＣ１］、電阻［Ｒ１９、Ｒ２０］、電容［Ｃ７、Ｃ８］、與非門 ［１１、１２］、計數(shù)器［Ｐ１－Ｐ４］組成，１．３、動態(tài)譯碼器是由模擬開關(guān)［Ｍ１－Ｍ４］、譯碼器［Ｍ５］、電阻［Ｒ２３－Ｒ２６］組成，１．４、程控器是由與非門［１５－１８］、計數(shù)器［Ｐ７－Ｐ８］、電阻［Ｒ２１、Ｒ３０］、電容［Ｃ９、Ｃ １０］組成，１．５、接口電路是由模擬開關(guān)［Ｍ６－Ｍ２１］、二極管［Ｄ５－Ｄ８］、電阻Ｒ２７－Ｒ２９］、轉(zhuǎn)換開關(guān)［Ｋ１］組成，１．６、定時電路是由計數(shù)器［Ｐ５、Ｐ６］和轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳天石，
申請(專利權(quán))人：福建師范大學(xué)，
類型：實用新型
國別省市：35[中國|福建]