人体疲劳测试器
作者：张爱迪
来源：《发明与创新(学生版)》2009年第10期
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，只在极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。
一、工作原理
人体疲劳测试器的电路如图1所示。实质上，它是一个以单结晶体管(也叫双基极二极管)vT为核心元器件而构成的频率可调式超低频张弛振荡器。VT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，可以进行自我测试身体，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0.1s～0.2s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，由单结晶体管VT与电位器RP、电容器c等组成的超低频张弛振荡器通电工作。电池G的6V电压通过电阻器R1、R2，加在单结晶体管VT的第一基极b1和第二基极b2之间，并通过电位器RP向电容器c充电。
当电容器c两端的充电电压较小时，单结晶体管VT的发射极e电流很小，VT处于截止状态；当电容器c两端充电电压达到单结晶体管VT的峰点电压时，VT的发射极e与第一基极
h1间导通，c通过发射结和R2放电。使并联在R2两端的发光二极管VD点亮。这时电路处于“张”阶段。
当电容器c两端电压降至单结晶体管VT的谷点电压时。VT的发射结因反向偏器而截止，电路处于“弛”阶段。随后，电池G又通过电位器RP向电容器c充电，并重复上述过程。
由于电路一张一弛，周而复始，所以就形成了张弛振荡。张弛振荡器的工作频率取决于电位器RP和电容器c的数值大小。由于电容器c的容量较大，故在电阻器R2及发光二极管VD 两端输出的是超低频脉冲电压，发光二极管VD发出的是人眼睛能够分辨出来的闪烁光。
对于发光二极管VD所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。
通过改变发光二极管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每秒30Hz～40Hz，所以，需要将电位器RP的频率调整范围设计在20Hz～50Hz之间。
二、元器件选择