人的反應速度測量儀

人的反應速度測量儀

反應速度是人類的基本生理素質之一。實踐證明，這種素質可以通過後天的鍛煉而逐步提高。

反應速度測量儀能夠定量地測定人的反應速度。通過儀器可以鍛煉和提高人的這種素質，使被測試者變得機敏。換言之，儀器可以使刺激--傳導--決定--行動這個生理反饋鏈上的信號傳輸時間大為縮短。

利用這種儀器，可以在人才的選拔中起到積極的作用。例如選擇少年體育運動員，舞蹈、雜技、魔術學員及其他要求具有機敏素質的培養對象時，可以提供科學的數據。

測量儀的電路圖如圖1-1所示。它由控制開關、反應指示器、時間繼電器、延時網絡、源極跟隨器和測量電橋組成。

測量儀的第一種功能是用紅、綠、藍三種顏色光的刺激來測試被測者的視覺反應時間。首先將開關S3置于某一位置，即選擇某一色燈作為測試信號。試驗時，讓被測者先按下按鈕S1，燈不亮。持續某一段時間(這段時間是可調的)，燈開始點亮，這時讓被測試者立即釋放按鈕S1。微安表PA的指針即指出被測者視覺反應的時間。

圖1-1電路的工作原理是：由VT1、VT2和可控矽VS1組成了電子延時繼電器。當將試驗按鈕S1按下時，C1的短路被撤除，且開始充電，延時繼電器開始工作。由于延時繼電器的延時作用，按下S1瞬間，VS1不導通，其陽極電壓接近于電源電壓，此時C2未充電，燈也不亮。

經過一段延時後(這段時間的長短決定于電容C2和RP1+R1的數值)，C1充電電壓升高，VT1導通，VT2截止，可控矽VS1導通，陽極A點接近地電位，H1～H2中某一燈泡亮。這時，C2也立即開始充電，充電迴路是DC→C2→R4、VT3→S1→VS1→地。由于充電電流的大小是由恒流源VT3決定的，是恒定的。所以C2上的電壓線性增長。隨著電容器C2上的電壓的增大，加到控制管VT4柵極上的電位下跌，其源極電壓跟隨柵極電壓變化。用場效應管VT4、R5、R6和RP2組成測量橋路，在橋路的對角線上接有指針式微安表。當電容器C2充電時，橋路失去平衡，電壓表的指針偏轉。表針的指示角度，正比于C2的充電時間。所以在被測者看到燈亮到放開按鈕S1的時間，即是電容C2的充電時間，那麼電表指示值即被測者的反應時間。

測試時間可能出現兩種情況：如果恰好在延時繼電器翻轉的時刻，被測者將S1放開，指針將不偏轉；如果被測者在延時繼電器翻轉前釋放S1，則不能發生C2的充電過程，微安表仍無指示。這都是被測者力圖得好成績，在燈亮以前提前動作的結果，儀器是不承認的。

圖1-1

在完成一次測試後，按下複原按鈕S2，此時燈泡熄滅，VS1因失去維持電流而關斷。同時，電容C2通過VD1和燈泡放電，電路恢複到初始狀態，准備下一次測試。

在測試之前，調節RP2，使電表兩端的電壓相等，即將表針調到零位。

進行聽覺反應的測試時，應在測量儀上加裝附加電路，其電路如圖1-2所示。該電路可以發出音頻信號，從而能測試聽覺反應時，試驗開關S1需要增加一個常開接點。

圖1-2

當按下S1時，電流從正極流經燈泡，S1的接點、R8、再進入VS2的控制極，VS2導通。於是將電池的負極與VT6的射極相連。晶體管VT5的射極通過D3接到A點，通過燈泡與電池正極相連。此時音頻振盪器暫不工作，因為振盪器第一級VT5的基極通過VD2、S1的常開點，連到插座4端，即A點，而該點電壓此時是與電源正電壓一樣的，故VT5被截止。只有當延時一定時間後，VS1導通，A點電位下降VT5才導通，振盪器才工作、發聲。

振盪器的音調可以變換C3的容量來改變。

最後應當說明的是，測試時，應取不小于五次的測試結果的平均值作為測試值。每次測試的延遲時間和燈的顏色都要有區別，並且預置狀態不應讓被試者看到或猜到，這樣的成績才是真實的。多次測試可以明顯地提高被測者的反應速度，在作其他活動時也顯得敏捷。

調試和校准方法：

(1)將萬用表置直流電流檔，串聯在C點，按下S1開關並保持不動。

(2)仔細觀察電表的表針，當延時繼電器工作後，用秒表記取表針從0到滿度偏轉的時間t1。

(3)根據t1的數值變換R4的數值，使表針由0到滿偏的時間為3秒。具體方法是t1＜3秒時，R4要增大；t1＞3秒則將R4減小，要多次試驗逼近。然後記下C點流過的電流值ICA。這項試驗要多次操作S1，測得五個數值後取平均值。

(4)重複操作S1，再改變R4數值，使C點電流增大三倍，即ICB=3ICA，這時就將表針滿度偏轉時間校准為1秒。這項試驗也要多次，讀數取平均值。採用3秒測試轉換為1秒刻度的方法，可以減小秒表的讀數誤差，提高校准精確度。

(劉儉文)