智能型带式记忆测试仪制造技术

本方案公开了一种智能型带式记忆测试仪。它解决了现有记忆仪信息视窗小、易失控、功耗大等问题。其技术方案：ＣＰＵ的输入与键盘控制和传感器控制输出端相连，其输出与电机驱动和定时显示电路相连，电机驱动电路与电机相连，信息带基边缘设有带空隙的黑色窄带。它具有定时选择、自动和手动复位、正反转选择和连动多种功能，控制精度高、信息选择和试验方案设计灵活多样，可广泛用于教学、科研、心理咨询等部门，是记忆仪更新换代的智能型产品。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种心理学测量仪器，特别涉及一种用于测试记忆的心理学测量仪器。目前记忆仪的信息载体大多数采用盘式或鼓式两种结构。盘式结构的记忆仪，就是记忆材料信息的载体为一个刚性圆盘，由步进电机定时，定角度的驱动旋转。带有记忆材料的信息纸盘，被固定于刚性盘上，在信息纸盘上有一遮挡板，并在该板的边缘附近，开一个小窗口，可使被试者从中看到纸盘上的局部信息。在步进电机每步旋转角度一定的条件下，窗口的大小就取决于圆盘的大小，而窗口越大可视信息量就越多，这当然是我们所希望的。但盘越大其转动惯量也就越大，这将对驱动装置带来许多困难，会产生启动时转速下降、而停止时发生抖动等现象。为了克服抖动现象就必须采取阻尼措施，而增加阻尼则启动就更困难，又必须加大驱动功率……。所以一般信息盘的直径不易过大，其信息视窗的面积也较小，约为10毫米×28毫米。由于信息载体是圆形盘，所以信息视窗也多为扇形的，信息视窗小这样给实验材料的组织带来了较大的限制，由于驱动电路为非智能控制电路，步进电机定位，因此实现正反转控制难，且无复位功能。鼓式的为机械结构记忆仪，就是记忆材料信息的载体为一个刚性圆筒，而信息纸带贴附于圆筒的外部边缘，并由驱动装置定时，定角度的驱动旋转。从表面上看，鼓式结构克服了盘式结构的“窄窗”现象，为信息材料的组织带来了较大的灵活性，但刚性鼓的转动惯量比盘更大，几乎很难用微型步进电机驱动。所以多采用一些特殊的机械结构，这样又带来噪声较大、而体积大且笨重的问题，即使能用电机驱动除视窗口增大外，其它问题均不能解决。本专利技术的目的是提供一种信息视窗面积大、体积小而薄、控制精确，且正、反转任意可调、可自动和手动复位的多功能智能型带式记忆测试仪。本专利技术的技术方案是它主要包括由定位传感器电路、电机驱动电路，定时显示电路、健盘控制电路、微处理器CPU组成的微电脑控制电路及电机、带式信息载体、机械传动装置；其连接方式是微处理器的输入端与键盘控制电路和定位传感器电路的输出端相连，微处理器的输出端与电机驱动电路、定时显示电路的输入端相连，电机驱动电路的输出端与电机相连，电机通过机械传动装置带动带式信息载体，带式信息载体的边缘附有带空隙的黑色窄带，且上面装有信息带。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述；附图说明图1是智能型带式记忆测试仪的原理方框图；图2是智能型带式记忆测试仪的电路图；图3是智能型带式记忆测试仪的键盘控制面板图；图4是智能型带式记忆测试仪的整机外形示意图。如图1、图2所示，U4为微处理器CPU它是本专利技术的核心部分，由它完成智能型带式记忆测试仪的时间设定和显示、手动复位和自动复位、正反向转动、正反向连续转动、传感器定位信号的采集、电机驱动电路的控制等工作，微处理器选用8位单片机89C2051。本方案的信息载体采用带式结构信息载体，带式信息载体的边缘附有黑色窄带，黑色窄带上设有定位传感器识别信号用的等间距空隙和自动复位专用宽缝。带式信息载体最好选用传送带式信息带基，驱动传送带式信息带基的载体轴为两个非金属空心筒，并通过1对减速齿轮与电机轴相连。定时显示电路是由译码器U2、LED发光二极管D1-D6、电阻R2-R7组成。其作用是接收微处理器输出的定时信号，由译码器U2直接驱动6只LED，D1亮表示定时为0.5秒、D2亮表示定时为1秒……依次类推，D6亮表示显示时间为5秒，共0.5S,1S,2S,3S,4S,5S六种定时方式。译码器选用74LS138。定位传感器电路由两只单光束红外光电传感器IS1、IS2，或一只双光束红外传感器与施密特触发器U3组成。U3主要是用来对传感器输出脉冲进行整形。IS2为定位光耦，当接收到信息带基边缘上等间距空隙的定位信号时，经U3:B整形输入到CPU的INT0端，向CPU申请中断，此时进入定时显示信息状态。IS1为复位光耦，当接收到信息带基边缘上的自动复位专用宽缝信息时，IS2亦接收到信息，其经过U3:A和U3:B整形输入到CPU的P1.7端和INT0端，CPU便发出复位指令，即CPU在完成信息带初始复位任务时，只有同时检测到两个光耦都有信号输出时，电机才停止转动，使信息带停在起始位置。步进电机虽然带式方案中没有采用步进电机的定位方式，但因步进电机具有启动快、运行平稳、使用低直流驱动电压、易于控制驱动等特点。特别是它具有很强的位置锁定功能。因此本专利技术仍然采用步进电机作为动力源。图2中M1是一种四相步进电机(也可使用三相步进电机)，其工作方式有两种，四相四拍和四相八拍，而四相四拍又分为两种，其相序分别为ABCDA和ABBCCDDA，因后者的启动和锁定力矩较大，所以在本专利技术中采用了该方式。电机按不同的顺序控制，可以双向运转。电机轴通过1对减速齿轮带动装有信息带基的两个载体轴。电机驱动电路由Q1-Q5五个三极管和U1:A-U1:D四个反相器以及二极管D7-D12组成。该驱动电路采用了特殊的高低压双电源组合驱动电路，即能保证电机转动时的高电压，强动力，又能满足电机停止时的低电压、低能耗，即高电压加力驱动，而低电压维持锁定。其优点是使电机驱动更加可靠稳定，并克服了长时间锁定时静态功耗过大的问题。当CPU驱动电机转动时，先给P1.6写低使Q1导通，自动提供加力驱动时的高电压+12V电压就可以输出到电机的各相线圈上；此时因Q1饱和导通，集电极电位近似为+12V，使二极管D7处于反相偏置而截止，+5V输出被自动隔离。与此同时CPU按相序要求从P1.0-P1.3输出控制脉冲，使电机转动。当定位传感器向CPU申请停止中断时，CPU立即停止输出脉冲，并保持中断前的输出状态，使电机迅速停止。随后将P1.6写1使Q1截止。由于Q1的集电极电位下降，使D7正向导通，自动提供维持锁定所需要的低电压。图2中的D8-D12是为了消除Q1-Q5各驱动管在电机相序转换中，因突然截止产生的电机线圈反电势，而设计的保护电路。反相器U1选用74LSO4键盘控制电路如图2所示，它是由控制按钮S1～S6、电容C1～C2、电阻R15和R19组成。其作用是为实现记忆测试中的某种要求，而用仪器面板上的各功能键，手动设置控制信号给CPU。控制键盘面板图如图3所示，有6个定时指示灯，6个功能键和1个电源开关组成。其中S1为正连动按钮、S2为反连动按钮、S3为正反转开关、S4为定时选择、S5为运行/暂停；S6为手动复位。整机外形示意图如图4所示，当电机停止显示信息时，视窗内显示信息带上测试信息内容；当电机转动时视窗内无信息。使用时，首先打开电源开关，CPU将按固化程序自动实现复位使信息带基旋转到初始位置，即视窗内无任何信息的位置处于等待控制状态，此时，0.5S的指示灯亮(仪器缺省时间设置为0.5S)。测试人员按测试方案要求设置仪器面板上的各功能键。例如当需要被试者4秒记忆各条信息时，测试人员按下定时选择开关S4使LED发光二极管由0.5S跳动到4S与此同时这一4S的时间设定信号径P3.4传送至CPU,CPU按固化程序控制各部分电路分别工作①它使通过P3.0、P3.1、P3.7脚发出显示时间4S的指令，经译码器U2译码并输出信号，使LED发光二极管D5发光。②CPU指令通过P1.6使Q1导通，D7截止，+5V输出被自动隔离，+12V电压就可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型带式记忆测试仪，其特征是它主要包括由定位传感器电路、电机驱动电路，定时显示电路、键盘控制电路、微处理器ＣＰＵ组成的微电脑控制电路及电机、带式信息载体、机械传动装置；其连接方式是微处理器的输入端与键盘控制电路和定位传感器电路输出端相连，微处理器的输出端与电机驱动电路、定时显示电路的输入端相连，电机驱动电路的输出端与电机相连，电机通过机械传动装置带动带式信息载体，带式信息载体的边缘附有带空隙的黑色窄带，带式信息载体的上面装有信息带。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓荣，刘家骥，董春鹏，谷午，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]