1 

 

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA 

INSTYTUT INŻYNIERI BIOMEDCZNEJ I POMIAROWEJ 

PL. GRUNWALDZKI 13, BUD. D1, POK. 026A 

Laboratorium z Automatyki i robotyki 

Typ dokumentu: 

Sprawozdanie #1 

Data  

wykonania  

ćwiczenia: 

09.10.2013 

Tytuł: 

Ćwiczenie 2. 
BADANIE ODRUCHU PLR. 

 

Autor:  

1.  Cel ćwiczenia: 

Zbadanie odruchu źrenicznego-PLR, które wynika z zachowania źrenicy oka na stymulowanie 
pojedyńczym ipulsem światła lub serią impulsów świetlnych. 

 

2.  Stymulacja pojedyńczym impulsem światła: 

I.  Model PLR dla pobudzenia pojedyńczym impulsem światła. 

 

 

Rysunek 1 Model PLR dla pobudzenia pojedyńczym impulsem światła. 

 

II.  Parametry opisujące charakterystyki czasowe odruchu PLR 

 

 

 

 

Rysunek 2. Kształt charakterystyki czasowej odruchu PLR oraz  parametry dla pojedynczego impulsu wejściowego 

W oparciu o zależności przedstawione na Rysunku 2 dla każdej z charakterystyk umieszczonych na 
Rysunku 3 oraz Rysunku 4 wyznaczono poniższe parametry: 

2 

 



  T

0 

- czas opóźnienia zwężenia źrenicy 



  AR – amplituda reakcji 



  TS.Tm- czas osiągnięcia maksymalnego zwężenia 



  T

zw 

-czas zwężania źrenicy 



  T

roz 

-czas rozszerzania źrenicy 



   

III. 

 Odpowiedź PLR na pojedyńczy błysk światła dla zmiennej amplitudy (A) oraz 
zmiennego czasu trwania impulsu (t

im

) . 

 

Rysunek 2 Wykres odpowiedzi PLR na stymulację pojedynczym impulsem świetlnym dla zmienianej amplitudy. 

 

Rysunek 3 Wykres odpowiedzi PLR na stymulację pojedynczym impulsem świetlnym dla zmiennego czasu trwania 
impulsu.  

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0

1

2

3

4

5

Śr

e

d

n

ic

a ź

re

n

ic

y [

m

m

]

czas [s]

Zmiana źrenicy po oświetleniu
jej pojedyńczym impulsem
świetlnym, A=1 mm; tim=1s

Zmiana źrenicy po oświetleniu
jej pojedyńczym impulsem
świetlnym, A=0.5 mm; tim=1s

Zmiana źrenicy po oświetleniu
jej pojedyńczym impulsem
świetlnym, A=0.75 mm; tim=1s

Zmiana źrenicy po oświetleniu
jej pojedyńczym impulsem
świetlnym, A=0.25 mm; tim=1s

-1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0

1

2

3

4

5

Śr

e

d

n

ic

a ź

re

n

ic

y [

m

m

]

czas [s]

Zmiana źrenicy po oświetleniu jej
pojedyńczym impulsem świetlnym
A=1; tim=1

Zmiana źrenicy po oświetleniu jej
pojedyńczym impulsem świetlnym
A=0.5; tim=1

Zmiana źrenicy po oświetleniu jej
pojedyńczym impulsem świetlnym
A=0,75; tim=1

Zmiana źrenicy po oświetleniu jej
pojedyńczym impulsem świetlnym
A=0,25; tim=1

Zmiana źrenicy po oświetleniu jej
pojedyńczym impulsem świetlnym
A=1,5; tim=1

3 

 

Tabela 1  Parametry charakterystyki odpowiedzi PLR w funkcji czasu na pojedynczy błysk światła. 

A 

t

im

 [s] 

T

0 

[s] 

TS.T

m

 [s] 

T

zw 

[s] 

T

roz 

[s] 

AR 

1 

1 

0,15 

1,16 

1,01 

1,4 

0,93 

0,75 

  

0,18 

1,16 

0,98 

1,4 

0,69 

0,5 

  

0,12 

1,16 

1,04 

1,4 

0,46 

0,25 

0,15 

1,16 

1,01 

1,4 

0,23 

1 

2 

0,15 

2,16 

2,01 

2,4 

0,99 

  

1,5 

0,15 

1,66 

1,51 

1,9 

0,99 

  

0,75 

0,15 

0,91 

0,76 

1,15 

0,83 

  

0,5 

0,15 

0,74 

0,59 

0,9 

0,67 

  

0,25 

0,15 

0,57 

0,42 

0,73 

0,39 

 
 
 

3.  Stymulacja serią impulsów świetlnych: 

I. Model PLR dla pobudzenia serią impulsów świetlnych. 

 

Rysunek 5  Model PLR dla pobudzenia serią impulsów świetlnych. 

II.  Parametry opisujące charakterystyki czasowe odruchu PLR 

 

Rysunek 6. Kształt charakterystyki czasowej odruchu PLR wraz z opisującymi ją parametrami dla serii impulsów 

4 

 

W oparciu o zależności przedstawione na Rysunku  6 dla każdej z charakterystyk umieszczonych na 
Błąd! Nie można odnaleźć źródła odwołania. - Rysunek 13

 

wyznaczono poniższe parametry : 



  Tmax- czas osiągnięcia maksymalnej średnicy 



  Tmin- czas osiągnięcia minimalnej średnicy 



  Amax- maksymalna średnica źrenicy 



  Amin- maksymalna średnica źrenicy 

 

III.  Zależnosć zmiany średnicy źrenicy na działanie serią impulsów dla zmiennej 

wartości czasu trwania impulsu (T). 

 

Rysunek 4 Zmiana średnicy źrenicy w funcji czasu, A=1 oraz T=1. 

 

Rysunek 5 Zmiana średnicy źrenicy w funcji czasu, A=1 oraz T=2. 

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0

5

10

15

20

Śr

e

d

n

ic

a ź

re

n

ic

y [

m

m

]

czas [s]

Zmiana średnicy źrenicy w
funkcji czasu gdzie; A=1; T=1

Impuls światła, za pomocą
którego stymulujemy źrenicę

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0

5

10

15

20

Śr

e

d

n

ic

a ź

re

n

ic

y [

m

m

]

czas [s]

Zmiana średnicy źrenicy w
funkcji czasu gdzie; A=1; T=2;
W=40%

Impuls światła, za pomocą
którego stymulujemy źrenicę

5 

 

 

Rysunek 6  Zmiana średnicy źrenicy w funcji czasu, A=1 oraz T=4. 

 

 

Rysunek 7 Zmiana średnicy źrenicy w funcji czasu, A=1 oraz T=5. 

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0

5

10

15

20

Śr

ed

n

ica 

żr

en

icy [m

m

]

czas [s]

Zmiana średnicy źrenicy w
funkcji czasu gdzie; A=1; T=4;
W=40%

Impuls światła, za pomocą
którego stymulujemy źrenicę

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0

5

10

15

20

Śr

e

d

n

ic

a ż

re

n

ic

y [

m

m

]

czas [s]

Zmiana średnicy źrenicy w
funkcji czasu gdzie; A=1; T=5;
W=40%

Impuls światła, za pomocą
którego stymulujemy źrenicę

6 

 

 

Rysunek 8 Zależnosć zmiany średnicy źrenicy na działanie serią impulsów dla zmiennej wartości czasu trwania impulsu 

III.  Zależnosć zmiany średnicy źrenicy na działanie serią impulsów dla zmiennej 

amplitudy (A).

 

 

Rysunek 9 Zależnosć zmiany średnicy źrenicy na działanie serią impulsów dla zmiennej amplitudy. 

-1,1

-0,9

-0,7

-0,5

-0,3

-0,1

0,1

0

5

10

15

20

Śr

e

d

n

ic

a ź

re

n

ic

y [

m

m

]

czas [s]

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=1; T=1; W=40%

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=1; T=2; W=40%

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=1; T=4; W=40%

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=1; T=5; W=40%

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

0

5

10

15

20

Śr

e

d

n

ic

a ź

re

n

ic

y [

m

m

]

czas[s]

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=1; T=1; W=40%

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=2; T=1; W=40%

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=4; T=1; W=40%

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=5; T=1; W=40%

7 

 

IV.  Zależność zmiany średnicy źrenicy na działanie serią impulsów dla zmiennej wartości 

wypełnienia (W). 

 

Rysunek 10 Zależnosć zmiany średnicy źrenicy na działanie serią impulsów dla zmiennej wartości wypełnienia. 

 

Tabela 2 Parametry charakterystyki odpowiedzi PLR w funkcji czasu na działanie serią impulsów. 

A  

T 

W [%] 

Tmax 

Tmin 

Amax 

Amin 

1 

1 

40 

1,21 

0,61 

-0,19 

-0,55 

  

2 

  

2,00 

1,01 

-0,04 

-0,85 

1 

4 

40 

3,55 

1,60 

0,01 

-1,00 

  

5 

  

3,97 

1,98 

0,01 

-1,00 

2 

  

  

1,20 

0,61 

-0,38 

-1,10 

4 

1 

40 

1,20 

0,62 

-0,76 

-2,21 

5 

  

  

1,20 

0,61 

-0,95 

-2,76 

  

  

10 

1,10 

0,52 

-0,04 

-0,15 

1 

1 

50 

1,22 

0,71 

-0,28 

-0,66 

  

  

90 

1,40 

1,90 

-0,81 

-0,94 

 

 

 

-1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0

5

10

15

20

Śr

e

d

n

ic

a ź

re

n

ic

y [

m

m

]

czas [s]

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=1; T=1; W=40%

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=1; T=1; W=10%

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=1; T=1; W=50%

Zmiana średnicy źrenicy w funkcji
czasu gdzie; A=1; T=1; W=90%

8 

 

4.  Wnioski oraz obserwacje: 

Na podstawie Rysunku 3 oraz Tabeli 1 można powiedzieć, iż zmiana wartości amplitudy nie 
wpływa  na  czas  osiągnięcia  maksymalnego  zwężenia  oraz  czasu  rozszerzenia,  wartości 
zbliżone są do tych osiągniętych przy pomiarze dla amplitudy równej 1.  Dla  zwiększającej 
się wartości amplitudy można zauważyć wzrost wartości maksymalnej średnicy co oznacza, 
że im natężenie wiązki padającej jest większe, tym mocniej  zwęża się źrenica, jednocześnie 
czas jaki potrzebuje ona do osiągnięcia danego stanu jest identyczny dla każdego przypadku. 

Analizując  Rysunku  4  oraz  Tabeli  1  można  stwierdzić,  że  zmienna  wartość  czasu  trwania 
impulsu  nie  wpływa  tylko  i  wyłącznie  na  czas  opóźnienia  zwężenia,  pozostałe  parametry 
zostają znacząco zmienione. Wzrost wartości czasu trwania impulsu pozoduje wzrost średnicy 
maksymalnej  oraz  czasu  osiągnięcia  tej  wartości,  rośnie  również  czas  zwężenia.  Jednak  od 
wartości róznej 1.5 nie można zaobserwować dalszego wzrostu średnicy, świadczy to o tym, 
że  czas  trwania  impulsu  ma  swoją  wartość  graniczną  dla  którego  można  zauważyć  jaką 
największą 

wartość 

graniczną 

ma 

impuls. 

 Po analizie można stwierdzić , że i dłużej oko jest oświetlane tym więcej czasu potrzebuje na 
powrót do stanu pierwotnego. 

Po  analizie  Rysunków  7-11  oraz  Tabeli  2  można  powiedzieć,  iż  wzrost  czasu  trwania 
impulsów  powoduje  wzrost  minimalnej  wartości  średnicy  źrenicy  oraz  wartości  czasu 
potrzebnego  na  osiągnięcie  tej  wartości.  Po  osiągnięciu  wartości  równej  4  nie  można 
stwierdzić dlaszego wzrostu minimalnej średnicy źrenicy świadczy to o tym, że czas trwania 
impulsu  ma  swoją  wartość  graniczną  dla  którego  można  zauważyć  jaką  największą  wartość 
graniczną ma seria impulsów. 

Porównując dane z Rysunku 12 oraz Tabeli 2 można stwierdzić, że wzrost wartości amplitudy 
sygnału  wejściowego  powoduje  wzrost  maksymalnej  oraz  minimalnej  średnicy  źrenicy 
jednocześnie czas niezbędny dla osiągnięcia tych wartości nie ulaga zmianie. 

Na podstawie Rysunku 13 oraz Tabeli 2 można powiedzieć, że wzrost wartości wypełnienia 
sygnału  powoduje  wzrost  minimalnej  wartości  średnicy  źrenicy  w  trakcie  zwężenia  oraz 
czasu  jaki  jest  potrzebny  do  osiągniecia  tej  wartości,  rośnie  również  wartość  maksymalnej 
średnicy oraz czas niezbędny do jej osiagniecia.