人体疲劳测试器

你学习用功是否疲劳，是否需要及时休息?有时连自己也不很清楚，只在过度疲劳时才会出现头昏眼花的现象。这个疲劳测试器可以测出你是否疲劳以及疲劳的程度。虽然不一定十分精确，但它的趣味性和一定的实用性，必将吸引你自己动手制作一个。

工作原理

人体疲劳测试器的电路如图所示，它实质上是一个由555时基集成电路A为核心元器件而构成的，是频率可调式无稳态自激多谐振荡器。A所输出的振荡信号直接驱动发光二极管VD产生同步闪光，通过观察闪光来自我测试身体。尤其是眼睛是否疲劳。

众所周知，人的眼睛有一个重要的被称为“视觉暂留特性”(也称“视觉惰性”)的现象。即人们所看到的物体消失后，其图像在眼睛中并不会随之立即消失，而是仍将留下0．1～0.2秒的短暂视觉印象。正是由于人眼有这个特性，所以人们看电影、看电视和在普通荧光灯下工作时，虽然上述这三样东西都存在着一定的闪动频率，但人眼所看到的画面或运动物体等却是连续的，而不是闪动或断续的。实践证明：当频率连续可调节的闪光作用于人眼时，人眼对断续闪光刚刚产生连续融合感觉的频率(称“临界闪烁频率”)，与人的疲劳程度和饮酒量等有关。当人疲劳、尤其是用眼过度时，人眼的视觉暂留时间会延长，所感觉到的临界闪烁频率将会显著下降，人体疲劳测试器正就是利用这一参数变化来测试人的疲劳程度的。

电路工作过程：闭合电源开关SA，由555时基集成电路A及其外围阻容元器件构成的自激多谐振荡器通电工作。刚接通电源时，电容器C两端电压为0V，A的输出端第3脚为高电平，发光二极管VD(LED)点亮。随着电池G通过电阻器R1、电位器RP和电阻器R2对C的不断充电，C两端电压不断上升。当C两端充电电压达到2／3VCC(Vcc表示A的工作电压)时，A内部电路翻转，其第3脚输出变为低电平，VD熄灭；同时，A的第7脚内部所接放电三极管导通，C通过R2、RP和A的第7脚放电。当C两端电压放电至1／3Vcc时，A内部电路再次翻转，A的输出端第3脚又一次变为高电平，VD再次点亮。如此周而复始，形成无稳态振荡，并使VD发出同步闪烁光来。调节RP可改变电路的振荡频率，从而使VD闪烁频率在一定范围内连续可调。R3是VD的限流电阻器，它的阻值大小决定了VD发光时的亮度。

对于VD发出的按一定频率闪烁的亮光，不疲劳的人可以准确地看出亮光在闪烁。而疲劳的人由于视觉暂留时间延长，便不能够看出亮光在闪烁。通过改变VD发光的闪烁频率，让被测者判断亮光是否闪烁，即可测试出被测试者是否疲劳以及疲劳的程度等。由于大多数人在正常情况下所能感测到的临界闪烁频率为30～40Hz，所以我们将RP的频率调整范围设计在20～60Hz之间。

A选用NE555或μ A555、LM555、5G1555等型555时基集成电路，它是一种模拟、数字混合集成电路，其引脚功能如图所示。555时基集成电路具有定时精确、驱动能力强、电源电压范围宽、外围电路简单及用途广泛等特点。非常适合电子爱好者制作时使用。

VD用普通φ5mm红色发光二极管。如BT-204型等。这里采用发光二极管VD做发光源，和小白炽灯泡比较而言，具有发光惰性小、工作频率高、耗电省及寿命长等特点。

R1～R3均用RTx-1／8W型碳膜电阻器。RP用WS5—1型小型有机实芯电位器，亦可用WH9—1型合成膜电位器等oC用C14D型独石电容器oSA用CKB-1型拨动开关。G用6F22—9V型叠层干电池。

如上图所示为该测试器的印制电路板接线图，印制电路板实际尺寸约为40mm×25mm。

焊接好的电路板按照下图所示，装入体积合适的绝缘密闭小盒(如塑料香皂盒等)内。盒面板开孔固定电源拨动开关SA，并分别开孔引出发光二极管VD的发光帽、伸出电位器RP的轴柄。在RP的轴柄上安装一只合适的旋钮，并在面板上刻出旋钮调节挡位。电池G通过带引线的电池扣板与电路板接通。电池扣板可从废旧叠层干电池上拆取，并焊上引线即行。由于电池扣板与叠层干电池之间的接触扣是凹凸相扣，所以在电池扣板上，应是凹扣接电路正极引线，凸扣接电路负极引线。

制作成的人体疲劳测试器，只要元器件质量保证，接线无误，不须任何调试便可满意工作。由于采用发光二极管VD做光源，所以不论在白天或夜晚均可使用。

使用时，一般可采取对比测试法。让被测试者观察图4所示发光二极管VD的闪光，并顺时针方向缓慢旋转电位器RP的旋钮(指示刻度由0至10)，闪光频率随之不断提高。当被测试者观察不出VD的间断闪烁时，这时如果别人(已知是不疲劳者)仍能看出 VD的间断闪烁，说明被测试者已疲劳；如果别人也同样看不出间断闪烁。则说明被测试者不疲劳。

也可采取自我测试法。在已知自己不疲劳时(可在休息良好、身体恢复得最为彻底的星期天早晨醒来时进行)，顺时针方向缓慢转动电位器RP旋钮(指示刻度由O至10)，在疲劳测试器上找出刚刚不能看出VD间断闪烁的一点(即“临界闪烁频率”点),并做好记号，将刻度划分成为左边的“闪烁区”和右边的“非闪烁区(指眼睛分辨不出间断闪烁)”两部分。以后自我测试时，如果在“闪烁区”内的刻度处就看不出明快的间断闪烁光，并感觉眼前直冒火星时，说明自己已经疲劳了；并且指示刻度的数字越小，说明越疲劳。