專利名稱：一種人體阻抗測(cè)量裝置及應(yīng)用該裝置的脂肪計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量人體阻抗的裝置以及應(yīng)用該裝置的脂肪計(jì)。
背景技術(shù)：
使用科學(xué)的方法測(cè)量脂肪含量一直是學(xué)術(shù)界研究的課題，目前世界上公認(rèn)的人體脂肪測(cè)量方法主要有以下幾種a、根據(jù)人體不同部位對(duì)X射線吸收差異測(cè)量脂肪的雙能量X射線吸收法；b、利用光纖發(fā)射低能量的近紅外光照射二頭肌來(lái)測(cè)量脂肪的近紅外線測(cè)量法；c、用特制卡尺在人體不同部位測(cè)量皮下脂肪厚度，再代入公式計(jì)算脂肪的皮膚卡尺法；d、根據(jù)人體脂肪比重比水小的原理來(lái)測(cè)量脂肪的水下稱重法。遺憾的是由于上述方法都不同程度的存在技術(shù)要求高、操作困難、計(jì)算繁瑣等問(wèn)題，因此只適用于醫(yī)療等專業(yè)機(jī)構(gòu)，難以進(jìn)入平常百姓的家庭。
目前隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一種使用低電壓及微量電流量通過(guò)人體，利用人體中不同組織對(duì)電流的阻抗不同，來(lái)測(cè)量脂肪含量的生物電阻抗測(cè)量法。其測(cè)量方法簡(jiǎn)便，可以輕輕松松地檢測(cè)的脂肪和水分含量，隨時(shí)掌握個(gè)人體形指標(biāo)。
現(xiàn)有的生物阻抗人體脂肪測(cè)量法，基本原理是這樣的首先由恒流源，產(chǎn)生恒定的交流正弦波電流，將該電流加到人體及標(biāo)準(zhǔn)電阻間，運(yùn)用電壓檢測(cè)裝置，檢得電流在人體所產(chǎn)生的電壓降，并且與流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻所產(chǎn)生的電壓降進(jìn)行比較，從而獲得人體電阻，再通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算方法計(jì)算出人體脂肪。具體是這樣實(shí)現(xiàn)的恒流源的輸出端串聯(lián)著兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻(其中，一個(gè)阻值約為300Ω，一個(gè)約為500Ω)以及被測(cè)的人體，標(biāo)準(zhǔn)電阻以及被測(cè)人體的兩端都設(shè)有觸點(diǎn)，有電壓檢測(cè)器的輸入端與模擬開(kāi)關(guān)連接，模擬開(kāi)關(guān)的另一觸點(diǎn)分別與標(biāo)準(zhǔn)電阻以及被測(cè)人體的觸點(diǎn)相連，分別獲得標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)人體的電壓，參照?qǐng)D2。根據(jù)歐姆定律，電壓與電阻之間為線性關(guān)系Rx＝(Ux-U0)I0，參照?qǐng)D1，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值以及相應(yīng)的電壓值計(jì)算出電壓初始值U0以及恒流源的電流值I0，然后再根據(jù)被測(cè)人體的電壓Ux，計(jì)算獲得人體阻抗Rx。
現(xiàn)有根據(jù)上述方法所制造的產(chǎn)品存在以下缺點(diǎn)①每個(gè)產(chǎn)品上都裝有兩個(gè)以上校正電阻和較多的電子模擬開(kāi)關(guān)，電路復(fù)雜，成本高，抗干擾性差；②每次使用都要測(cè)量多個(gè)校正電阻，測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)；③由于校正電阻跟人體電阻串聯(lián)，整個(gè)回路電阻比較高，因此需要供電電壓較高，這樣不利于采用干電池供電，或者必須減少電流值，最終影響測(cè)量準(zhǔn)確性，而且容易產(chǎn)生削波失真，影響測(cè)量結(jié)果。另外現(xiàn)有的人體脂肪測(cè)量法，測(cè)量時(shí)，沒(méi)對(duì)兩腳間的接觸情況作出判定，兩腳與測(cè)量電極接觸不良時(shí)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種人體阻抗測(cè)量裝置，使用時(shí)省去了對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻的比較，省去了電子模擬開(kāi)關(guān)的多次切換，大大減少了測(cè)量時(shí)間，降低了產(chǎn)品的成本，使電路更簡(jiǎn)單，同時(shí)增強(qiáng)了電路的抗干擾性，減少了電路的功耗。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種人體脂肪計(jì)，利用人體阻抗測(cè)量裝置進(jìn)行阻抗測(cè)量后轉(zhuǎn)換為人體脂肪含量，快速準(zhǔn)確。
本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的一種人體阻抗測(cè)量裝置，其特征在于包括一對(duì)跟人體接觸并且向人體提供激勵(lì)電流的輸入電極；另外一對(duì)跟人體接觸的檢測(cè)由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的輸出電極；通過(guò)輸入電極向人體提供恒定的激勵(lì)電流的恒流源；測(cè)量由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的電壓測(cè)量單元；儲(chǔ)存有校正參數(shù)，且對(duì)校正參數(shù)和電壓測(cè)量單元測(cè)量的電壓進(jìn)行運(yùn)算處理從而計(jì)算出人體阻抗的運(yùn)算處理單元；人體阻抗的標(biāo)定計(jì)算是這樣進(jìn)行的運(yùn)算處理單元通過(guò)電壓測(cè)量單元測(cè)得由恒流源流過(guò)人體所產(chǎn)生的電壓，并根據(jù)校正參數(shù)計(jì)算出人體阻抗。
作為人體阻抗測(cè)量裝置優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的校正參數(shù)包括電壓和電流的溫度補(bǔ)償系數(shù)、恒流源的驅(qū)動(dòng)能力補(bǔ)償系數(shù)，運(yùn)算處理單元根據(jù)上述參數(shù)對(duì)人體阻抗進(jìn)行溫度、恒流源驅(qū)動(dòng)能力補(bǔ)償。
作為人體阻抗測(cè)量裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，運(yùn)算處理單元根據(jù)測(cè)量輸入電極的電壓范圍，判斷人體與電極是否接觸良好并作出相應(yīng)的提示。
一種應(yīng)用人體阻抗測(cè)量裝置的人體脂肪計(jì)，其特征在于一對(duì)跟人體接觸并且向人體提供激勵(lì)電流的輸入電極；另外一對(duì)跟人體接觸的檢測(cè)由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的輸出電極；通過(guò)輸入電極向人體提供恒定的交變的激勵(lì)電流的恒流源；測(cè)量由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的電壓測(cè)量單元；儲(chǔ)存有校正參數(shù)，且對(duì)校正參數(shù)和電壓測(cè)量單元測(cè)量的電壓進(jìn)行運(yùn)算處理從而計(jì)算出人體阻抗的運(yùn)算處理單元；人體阻抗的標(biāo)定計(jì)算是這樣進(jìn)行的運(yùn)算處理單元通過(guò)電壓測(cè)量單元測(cè)得由恒流源流過(guò)人體所產(chǎn)生的電壓，并根據(jù)校正參數(shù)計(jì)算出人體阻抗，然后再根據(jù)人體阻抗、人體參數(shù)與脂肪含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系運(yùn)算獲得人體的脂肪含量，最終通過(guò)與運(yùn)算處理單元相連的顯示單元顯示出來(lái)。
本發(fā)明的有益效果是針對(duì)傳統(tǒng)方案使用標(biāo)準(zhǔn)電阻的校正方法存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明采用預(yù)先儲(chǔ)存校正參數(shù)的校正方法，使用時(shí)只需檢測(cè)流過(guò)人體所產(chǎn)生的電壓，然后從存儲(chǔ)器里讀取校正參數(shù)，然后根據(jù)人體阻抗與電壓的線性關(guān)系計(jì)算出人體阻抗，使用時(shí)省去了對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻的比較，省去了電子模擬開(kāi)關(guān)的多次切換，大大減少了測(cè)量時(shí)間，降低了產(chǎn)品的成本，使電路更簡(jiǎn)單，同時(shí)增強(qiáng)了電路的抗干擾性，減少了電路的功耗。本裝置還充分考慮了影響測(cè)量人體阻抗的各種影響因素，包括環(huán)境溫度的變化以及恒流源驅(qū)動(dòng)能力不足等，利用相應(yīng)的影響參數(shù)對(duì)人體阻抗的計(jì)算進(jìn)行了校正，使得結(jié)果更加準(zhǔn)確。另外，本裝置還通過(guò)測(cè)量輸入電極的電壓來(lái)判斷是否接觸良好或者使用者是否穿著襪子。而人體脂肪計(jì)則利用上述人體阻抗測(cè)量裝置進(jìn)行阻抗測(cè)量后轉(zhuǎn)換為人體脂肪含量，快速準(zhǔn)確。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明圖1是電壓與電阻的關(guān)系曲線圖；圖2是現(xiàn)有人體阻抗測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的人體阻抗測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本發(fā)明的人體阻抗測(cè)量標(biāo)定零點(diǎn)電壓的連接圖；圖5是本發(fā)明的人體阻抗測(cè)量標(biāo)定恒流源輸出電流的連接圖；圖6是恒流源的輸出電流與負(fù)載電阻的關(guān)系曲線圖；
圖7是本發(fā)明的人體阻抗測(cè)量標(biāo)定恒流源的驅(qū)動(dòng)能力補(bǔ)償系數(shù)的連接圖；圖8是溫度以及恒流源驅(qū)動(dòng)能力校正的電壓與電阻的關(guān)系曲線圖；圖9是本發(fā)明的人體脂肪計(jì)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D3，一種人體阻抗測(cè)量裝置，包括一對(duì)跟人體接觸并且向人體提供激勵(lì)電流的輸入電極1、1’；另外一對(duì)跟人體接觸的檢測(cè)由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的輸出電極2、2’；通過(guò)輸入電極1、1’向人體提供恒定的激勵(lì)電流的恒流源3；測(cè)量由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的電壓測(cè)量單元4；儲(chǔ)存有校正參數(shù)，且對(duì)校正參數(shù)和電壓測(cè)量單元4測(cè)量的電壓進(jìn)行運(yùn)算處理從而計(jì)算出人體阻抗Rx的運(yùn)算處理單元5；人體阻抗Rx的標(biāo)定計(jì)算是這樣進(jìn)行的運(yùn)算處理單元5通過(guò)電壓測(cè)量單元4測(cè)得由恒流源3流過(guò)人體所產(chǎn)生的電壓，并根據(jù)校正參數(shù)計(jì)算出人體阻抗Rx。
其中所述電壓測(cè)量單元4包括差動(dòng)放大器41、整流器42和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器43，輸出電極2、2’分別與差動(dòng)放大器41的同向及反向輸入端連接，在差動(dòng)放大器41的輸出端獲得一定電平的交變電壓信號(hào)，交變電壓信號(hào)輸入到整流器42以獲得相應(yīng)電平值的直流電壓信號(hào)，該直流電壓信號(hào)送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器43，將相應(yīng)的電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后運(yùn)算處理單元5根據(jù)校正參數(shù)運(yùn)算獲得人體阻抗Rx。
其中上述運(yùn)算處理單元5包括運(yùn)算器51和存儲(chǔ)器52，運(yùn)算器51與電壓測(cè)量單元4的輸出端相連以獲得電壓信號(hào)相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；存儲(chǔ)器52與運(yùn)算器51相連，校正參數(shù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器52內(nèi)，包括零點(diǎn)電壓U0、恒流源3的輸出電流值I0以及其他補(bǔ)償參數(shù)。
下面詳細(xì)的描述人體阻抗測(cè)量裝置的工作過(guò)程及原理。
A.參數(shù)測(cè)定。根據(jù)電壓與電阻間的線性關(guān)系Rx＝(Ux-U0)/I0，參照?qǐng)D1，需要對(duì)參數(shù)零點(diǎn)電壓U0及恒流源3的輸出電流值I0進(jìn)行測(cè)定。首先，參照?qǐng)D4，把輸入電極1、1’和輸出電極2、2’這4個(gè)電極進(jìn)行短接，這時(shí)電壓測(cè)量單元4測(cè)得的電壓為零點(diǎn)電壓U0，運(yùn)算器51把零點(diǎn)電壓U0存入存儲(chǔ)器52中的指定地址；然后，參照?qǐng)D5，把輸入電極1、1’及輸出入電極2、2’分別進(jìn)行短接，在輸出電極2與輸出電極2’之間接上阻值為1000Ω的標(biāo)準(zhǔn)精密電阻R0，這時(shí)電壓測(cè)量單元4測(cè)得的電壓為UR0，根據(jù)歐姆定律，I0＝(UR0-U0)/R0，計(jì)算得出恒流源3的電流I0。運(yùn)算器51再把電流I0的存入存儲(chǔ)器52中的指定地址。
B.人體阻抗的測(cè)量。在測(cè)量時(shí)，人體兩腳與輸入電極1、1’，輸出電極2、2’接觸，所產(chǎn)生的恒流源信號(hào)從輸入電極1、1’輸入到人體，電流流過(guò)人體并產(chǎn)生電壓，由電壓測(cè)量單元4測(cè)得輸出電極2、2’的電壓Ux，并將該電壓送運(yùn)算器51，同時(shí)運(yùn)算器51從存儲(chǔ)器52里讀取校正參數(shù)I0及U0，然后通過(guò)公式Rx＝(Ux-U0)/I0計(jì)算出人體阻抗Rx。
校正參數(shù)是廠家在出廠時(shí)，將測(cè)定的校正參數(shù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器52中。但在實(shí)際使用中可能由于環(huán)境、負(fù)載阻抗等因數(shù)影響會(huì)導(dǎo)致人體阻抗Rx的計(jì)算產(chǎn)生偏差，因此需要將上述影響因數(shù)也添加到校正參數(shù)中，對(duì)人體阻抗Rx的計(jì)算進(jìn)行相應(yīng)的修正。
(1)溫度系數(shù)校正，包括零點(diǎn)電壓溫度系數(shù)以及輸出電流溫度系數(shù)。當(dāng)用戶使用的溫度與出廠時(shí)寫(xiě)入校正參數(shù)的溫度不同時(shí)，電壓測(cè)量單元4中的差動(dòng)放大器41，整流器42，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器43等電氣參數(shù)會(huì)因溫度變化而產(chǎn)生漂移，從而使零點(diǎn)電壓U0以及恒流源3的電流I0發(fā)生相應(yīng)的變化，參照?qǐng)D6。假定出廠時(shí)標(biāo)定溫度為T(mén)0，使用溫度為T(mén)1，則使用時(shí)零點(diǎn)電壓參數(shù)U1，恒流源3的輸出電流I1，則有U1＝U0[1+(T1-T0)K1]I1＝I0[1+(T1-T0)K2]其中K1，K2為零點(diǎn)電壓溫度系數(shù)以及輸出電流溫度系數(shù)。
(2)恒流源的驅(qū)動(dòng)能力補(bǔ)償，在理想狀態(tài)下，對(duì)于不同的負(fù)載，也就是輸出的電壓不同時(shí)，恒流源3的驅(qū)動(dòng)能力是一致的，產(chǎn)生在負(fù)載電阻上的電壓跟電阻值成線性關(guān)系。但在實(shí)際測(cè)量中，隨著負(fù)載電阻值的不同，恒流源3輸出電壓也不同，恒流源3的實(shí)際輸出電流會(huì)有所變化。一般情況下，恒流源3的輸出電流隨著輸出電壓的增大而減少，如圖6所示?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)定負(fù)載電阻和產(chǎn)生在該負(fù)載電阻上的電壓來(lái)計(jì)算出恒流源的實(shí)際輸出電流與輸出電壓的關(guān)系，從而對(duì)恒流源3的實(shí)際輸出電流進(jìn)行補(bǔ)償。
在測(cè)量人體阻抗Rx時(shí)，人體與電極的接觸電阻Rc受多種因數(shù)影響而有所不同，例如皮膚的濕潤(rùn)程度、接觸面積的大小、皮膚角質(zhì)層的厚度等。本發(fā)明所應(yīng)用的開(kāi)爾文電橋可以減少這些接觸電阻Rc對(duì)測(cè)量的影響，但接觸電阻Rc的增大會(huì)使恒流源的輸出電流產(chǎn)生變化，從而也會(huì)一定程度上影響人體阻抗Rx的測(cè)量準(zhǔn)確性。為使測(cè)量更準(zhǔn)確，本發(fā)明運(yùn)用了驅(qū)動(dòng)能力修正技術(shù)，如圖7。測(cè)量時(shí)，電壓測(cè)量單元4與輸入電極1、1’相連，檢測(cè)恒流源3的電流流過(guò)接觸電阻Rc以及人體阻抗Rx所產(chǎn)生的總壓降Uc，假定恒流源3在一定的負(fù)載下輸出的實(shí)際電流為I2，同時(shí)考慮溫度影響因素后有I2＝I1[1+(Uc-U1)K3]K3為電流驅(qū)動(dòng)能力系數(shù)。
最終人體阻抗Rx的計(jì)算公式為Rx＝(Ux-U1)/I2，將上述U1、Uc、I1以及I2等代入上述公式即可計(jì)算獲得人體阻抗Rx。電壓溫度系數(shù)K1、電流溫度系數(shù)K2以及電流驅(qū)動(dòng)能力系數(shù)K3都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器52中，在使用時(shí)，運(yùn)算器51在運(yùn)算時(shí)會(huì)相應(yīng)的調(diào)用電壓溫度系數(shù)K1、電流溫度系數(shù)K2以及電流驅(qū)動(dòng)能力系數(shù)K3對(duì)電壓信號(hào)與人體阻抗之間的線性關(guān)系進(jìn)行溫度校正。
在測(cè)量人體阻抗Rx時(shí)，如果皮膚和電極接觸不良，例如穿襪子，的情況下，整個(gè)回路的電阻很高，恒流源3的理論輸出電壓大于實(shí)際電壓工作范圍，輸出電流也變成非恒定，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生削波失真，嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果。因此在輸出電極2、2’分別與差動(dòng)放大器41之間還連接有模擬開(kāi)關(guān)6，所述開(kāi)關(guān)6一端分別與差動(dòng)放大器41的同向及反向輸入端連接，另一端與輸入電極1、1’或輸出電極2、2’相連，該開(kāi)關(guān)6的控制端與運(yùn)算處理單元5相連。使用時(shí)，通過(guò)運(yùn)算處理單元5控制模擬開(kāi)關(guān)6與輸入電極1、1’連接，從而直接檢得恒流源的總輸出電壓Uc，當(dāng)檢得的電壓Uc大于設(shè)定的電壓Umax時(shí)，則說(shuō)明接觸電阻Rc太大，也就是人體與電極接觸不良，這時(shí)運(yùn)算處理單元作出相應(yīng)的提示。如果檢得的電壓Uc在正常的范圍內(nèi)，運(yùn)算處理單元5控制模擬開(kāi)關(guān)6與輸出電極2、2’連接，檢測(cè)輸出電極2、2’的電壓Ux，并進(jìn)行人體阻抗Rx的計(jì)算。
由于利用人體阻抗測(cè)量裝置進(jìn)行阻抗測(cè)量后可根據(jù)人體阻抗Rx與人體脂肪含量之間一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系制作人體脂肪計(jì)，其包括一對(duì)跟人體接觸并且向人體提供激勵(lì)電流的輸入電極1、1’；另外一對(duì)跟人體接觸的檢測(cè)由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的輸出電極2、2’；通過(guò)輸入電極1、1’向人體提供恒定的激勵(lì)電流的恒流源3；測(cè)量由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的電壓測(cè)量單元4；儲(chǔ)存有校正參數(shù)，且對(duì)校正參數(shù)和電壓測(cè)量單元4測(cè)量的電壓進(jìn)行運(yùn)算處理從而計(jì)算出人體阻抗的運(yùn)算處理單元5。運(yùn)算處理單元5通過(guò)電壓測(cè)量單元4測(cè)得由恒流源3流過(guò)人體所產(chǎn)生的電壓，并根據(jù)校正參數(shù)計(jì)算出人體阻抗Rx，然后再根據(jù)人體阻抗Rx、人體參數(shù)(包括身高、體重等)與脂肪含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系運(yùn)算獲得人體的脂肪含量，最終通過(guò)與運(yùn)算處理單元5相連的顯示單元顯示7出來(lái)。當(dāng)然，在人體阻抗Rx與脂肪含量的轉(zhuǎn)換關(guān)系中涉及到人體的體重，因此人體脂肪計(jì)還設(shè)有重量測(cè)量單元8，其與運(yùn)算處理單元5輸入端相連，這樣就可以直接獲得人體的體重參數(shù)，無(wú)需另外輸入。
針對(duì)傳統(tǒng)方案使用標(biāo)準(zhǔn)電阻的校正方法存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明采用預(yù)先儲(chǔ)存校正參數(shù)的校正方法，使用時(shí)只需檢測(cè)流過(guò)人體所產(chǎn)生的電壓Ux，然后從存儲(chǔ)器里讀取校正參數(shù)，然后根據(jù)人體阻抗Rx與電壓Ux的線性關(guān)系計(jì)算出人體阻抗Rx，使用時(shí)省去了對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻的比較，省去了電子模擬開(kāi)關(guān)的多次切換，大大減少了測(cè)量時(shí)間，降低了產(chǎn)品的成本，使電路更簡(jiǎn)單，同時(shí)增強(qiáng)了電路的抗干擾性，減少了電路的功耗。本裝置還充分考慮了影響測(cè)量人體阻抗Rx的各種影響因素，包括環(huán)境溫度的變化以及恒流源驅(qū)動(dòng)能力不足等，利用相應(yīng)的影響參數(shù)對(duì)人體阻抗的計(jì)算進(jìn)行了校正，使得結(jié)果更加準(zhǔn)確。另外，本裝置還通過(guò)測(cè)量輸入電極的電壓來(lái)判斷是否接觸良好或者使用者是否穿著襪子。而人體脂肪計(jì)則利用上述人體阻抗測(cè)量裝置進(jìn)行阻抗測(cè)量后轉(zhuǎn)換為人體脂肪含量，快速準(zhǔn)確。
權(quán)利要求
1.一種人體阻抗測(cè)量裝置，其特征在于包括一對(duì)跟人體接觸并且向人體提供激勵(lì)電流的輸入電極(1、1’)；另外一對(duì)跟人體接觸的檢測(cè)由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的輸出電極(2、2’)；通過(guò)輸入電極(1、1’)向人體提供恒定的激勵(lì)電流的恒流源(3)；測(cè)量由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的電壓測(cè)量單元(4)；儲(chǔ)存有校正參數(shù)，且對(duì)校正參數(shù)和電壓測(cè)量單元(4)測(cè)量的電壓進(jìn)行運(yùn)算處理從而計(jì)算出人體阻抗的運(yùn)算處理單元(5)；人體阻抗的標(biāo)定計(jì)算是這樣進(jìn)行的運(yùn)算處理單元(5)通過(guò)電壓測(cè)量單元(4)測(cè)得由恒流源(3)流過(guò)人體所產(chǎn)生的電壓，并根據(jù)校正參數(shù)計(jì)算出人體阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體阻抗測(cè)量裝置，其特征在于所述電壓測(cè)量單元(4)包括差動(dòng)放大器(41)、整流器(42)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(43)，輸出電極(2、2’)分別與差動(dòng)放大器(41)的同向及反向輸入端連接，在差動(dòng)放大器(41)的輸出端獲得一定電平的交變電壓信號(hào)，交變電壓信號(hào)輸入到整流器(42)以獲得相應(yīng)電平值的直流電壓信號(hào)，該直流電壓信號(hào)送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(43)，將相應(yīng)的電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后由運(yùn)算處理單元(5)根據(jù)校正參數(shù)運(yùn)算獲得人體阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2述的一種人體阻抗測(cè)量裝置，其特征在于輸出電極(2、2’)分別與差動(dòng)放大器(41)之間還連接有模擬開(kāi)關(guān)(6)，所述開(kāi)關(guān)(6)一端分別與差動(dòng)放大器(41)的同向及反向輸入端連接，另一端與輸入電極(1、1’)或輸出電極(2、2’)相連；該開(kāi)關(guān)(6)的控制端與運(yùn)算處理單元(5)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體阻抗測(cè)量裝置，其特征在于校正參數(shù)至少包括有一個(gè)恒流源的輸出電流以及一個(gè)零點(diǎn)電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種人體阻抗測(cè)量裝置，其特征在于校正參數(shù)還包括有零點(diǎn)電壓和輸出電流的溫度補(bǔ)償系數(shù)；運(yùn)算處理單元(5)根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)計(jì)算獲得的人體阻抗進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種人體阻抗測(cè)量裝置，其特征在于校正參數(shù)還包括恒流源的驅(qū)動(dòng)能力補(bǔ)償系數(shù)，補(bǔ)償由于恒流源(3)的輸出電流隨著負(fù)載電阻的變化而變化所產(chǎn)生的誤差。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體阻抗測(cè)量裝置，其特征在于運(yùn)算處理單元(5)根據(jù)測(cè)量輸入電極的電壓范圍，判斷人體與電極是否接觸良好并作出相應(yīng)的提示。
8.一種應(yīng)用根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體阻抗測(cè)量裝置的人體脂肪計(jì)，其特征在于包括一對(duì)跟人體接觸并且向人體提供激勵(lì)電流的輸入電極(1、1’)；另外一對(duì)跟人體接觸的檢測(cè)由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的輸出電極(2、2’)；通過(guò)輸入電極(1、1’)向人體提供恒定的激勵(lì)電流的恒流源(3)；測(cè)量由激勵(lì)電流在人體所產(chǎn)生的電壓降的電壓測(cè)量單元(4)；儲(chǔ)存有校正參數(shù)，且對(duì)校正參數(shù)和電壓測(cè)量單元(4)測(cè)量的電壓進(jìn)行運(yùn)算處理從而計(jì)算出人體阻抗的運(yùn)算處理單元(5)；人體阻抗的標(biāo)定計(jì)算是這樣進(jìn)行的運(yùn)算處理單元(5)通過(guò)電壓測(cè)量單元(4)測(cè)得由恒流源(3)流過(guò)人體所產(chǎn)生的電壓，并根據(jù)校正參數(shù)計(jì)算出人體阻抗，然后再根據(jù)人體阻抗、人體參數(shù)與脂肪含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系運(yùn)算獲得人體的脂肪含量，最終通過(guò)與運(yùn)算處理單元(5)相連的顯示單元顯示(7)出來(lái)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7述的一種人體脂肪計(jì)，其特征在于還設(shè)有重量測(cè)量單元(8)，其與運(yùn)算處理單元(5)輸入端相連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種人體阻抗測(cè)量裝置，包括一對(duì)輸入電極及一對(duì)輸出電極、恒流源、電壓測(cè)量單元和運(yùn)算處理單元；運(yùn)算處理單元通過(guò)電壓測(cè)量單元測(cè)得由恒流源流過(guò)人體所產(chǎn)生的電壓，并根據(jù)校正參數(shù)計(jì)算出人體阻抗，使用時(shí)省去了對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻的比較，省去了電子模擬開(kāi)關(guān)的多次切換，大大減少了測(cè)量時(shí)間，降低了產(chǎn)品的成本，使電路更簡(jiǎn)單，同時(shí)增強(qiáng)了電路的抗干擾性，減少了電路的功耗。本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用人體阻抗測(cè)量裝置制作的人體脂肪計(jì)，進(jìn)行阻抗測(cè)量后轉(zhuǎn)換為人體脂肪含量，快速準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)A61B5/053GK1907220SQ20061003713
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月16日
發(fā)明者潘偉潮 申請(qǐng)人:中山市創(chuàng)源電子有限公司