一种人体阻抗测量装置及应用该装置的脂肪计制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种人体阻抗测量装置，包括一对输入电极及一对输出电极、恒流源、电压测量单元和运算处理单元；运算处理单元通过电压测量单元测得由恒流源流过人体所产生的电压，并根据校正参数计算出人体阻抗，使用时省去了对测量标准电阻的比较，省去了电子模拟开关的多次切换，大大减少了测量时间，降低了产品的成本，使电路更简单，同时增强了电路的抗干扰性，减少了电路的功耗。本发明专利技术还公开了一种利用人体阻抗测量装置制作的人体脂肪计，进行阻抗测量后转换为人体脂肪含量，快速准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量人体阻抗的装置以及应用该装置的脂肪计。
技术介绍
使用科学的方法测量脂肪含量一直是学术界研究的课题，目前世界上公认的人体脂肪测量方法主要有以下几种a、根据人体不同部位对X射线吸收差异测量脂肪的双能量X射线吸收法；b、利用光纤发射低能量的近红外光照射二头肌来测量脂肪的近红外线测量法；c、用特制卡尺在人体不同部位测量皮下脂肪厚度，再代入公式计算脂肪的皮肤卡尺法；d、根据人体脂肪比重比水小的原理来测量脂肪的水下称重法。遗憾的是由于上述方法都不同程度的存在技术要求高、操作困难、计算繁琐等问题，因此只适用于医疗等专业机构，难以进入平常百姓的家庭。目前随着技术的发展，出现了一种使用低电压及微量电流量通过人体，利用人体中不同组织对电流的阻抗不同，来测量脂肪含量的生物电阻抗测量法。其测量方法简便，可以轻轻松松地检测的脂肪和水分含量，随时掌握个人体形指标。现有的生物阻抗人体脂肪测量法，基本原理是这样的首先由恒流源，产生恒定的交流正弦波电流，将该电流加到人体及标准电阻间，运用电压检测装置，检得电流在人体所产生的电压降，并且与流过标准电阻所产生的电压降进行比较，从而获得人体电阻，再通过相应的计算方法计算出人体脂肪。具体是这样实现的恒流源的输出端串联着两个标准电阻(其中，一个阻值约为300Ω，一个约为500Ω)以及被测的人体，标准电阻以及被测人体的两端都设有触点，有电压检测器的输入端与模拟开关连接，模拟开关的另一触点分别与标准电阻以及被测人体的触点相连，分别获得标准电阻和被测人体的电压，参照图2。根据欧姆定律，电压与电阻之间为线性关系Rx＝(Ux-U0)I0，参照图1，通过标准电阻阻值以及相应的电压值计算出电压初始值U0以及恒流源的电流值I0，然后再根据被测人体的电压Ux，计算获得人体阻抗Rx。现有根据上述方法所制造的产品存在以下缺点①每个产品上都装有两个以上校正电阻和较多的电子模拟开关，电路复杂，成本高，抗干扰性差；②每次使用都要测量多个校正电阻，测量时间较长；③由于校正电阻跟人体电阻串联，整个回路电阻比较高，因此需要供电电压较高，这样不利于采用干电池供电，或者必须减少电流值，最终影响测量准确性，而且容易产生削波失真，影响测量结果。另外现有的人体脂肪测量法，测量时，没对两脚间的接触情况作出判定，两脚与测量电极接触不良时，导致测量结果不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种人体阻抗测量装置，使用时省去了对测量标准电阻的比较，省去了电子模拟开关的多次切换，大大减少了测量时间，降低了产品的成本，使电路更简单，同时增强了电路的抗干扰性，减少了电路的功耗。本专利技术的另一个目的在于提供一种人体脂肪计，利用人体阻抗测量装置进行阻抗测量后转换为人体脂肪含量，快速准确。本专利技术是这样来实现上述目的的一种人体阻抗测量装置，其特征在于包括一对跟人体接触并且向人体提供激励电流的输入电极；另外一对跟人体接触的检测由激励电流在人体所产生的电压降的输出电极；通过输入电极向人体提供恒定的激励电流的恒流源；测量由激励电流在人体所产生的电压降的电压测量单元；储存有校正参数，且对校正参数和电压测量单元测量的电压进行运算处理从而计算出人体阻抗的运算处理单元；人体阻抗的标定计算是这样进行的运算处理单元通过电压测量单元测得由恒流源流过人体所产生的电压，并根据校正参数计算出人体阻抗。作为人体阻抗测量装置优选的实施方式，所述的校正参数包括电压和电流的温度补偿系数、恒流源的驱动能力补偿系数，运算处理单元根据上述参数对人体阻抗进行温度、恒流源驱动能力补偿。作为人体阻抗测量装置的进一步改进，运算处理单元根据测量输入电极的电压范围，判断人体与电极是否接触良好并作出相应的提示。一种应用人体阻抗测量装置的人体脂肪计，其特征在于一对跟人体接触并且向人体提供激励电流的输入电极；另外一对跟人体接触的检测由激励电流在人体所产生的电压降的输出电极；通过输入电极向人体提供恒定的交变的激励电流的恒流源；测量由激励电流在人体所产生的电压降的电压测量单元；储存有校正参数，且对校正参数和电压测量单元测量的电压进行运算处理从而计算出人体阻抗的运算处理单元；人体阻抗的标定计算是这样进行的运算处理单元通过电压测量单元测得由恒流源流过人体所产生的电压，并根据校正参数计算出人体阻抗，然后再根据人体阻抗、人体参数与脂肪含量的对应关系运算获得人体的脂肪含量，最终通过与运算处理单元相连的显示单元显示出来。本专利技术的有益效果是针对传统方案使用标准电阻的校正方法存在的缺点，本专利技术采用预先储存校正参数的校正方法，使用时只需检测流过人体所产生的电压，然后从存储器里读取校正参数，然后根据人体阻抗与电压的线性关系计算出人体阻抗，使用时省去了对测量标准电阻的比较，省去了电子模拟开关的多次切换，大大减少了测量时间，降低了产品的成本，使电路更简单，同时增强了电路的抗干扰性，减少了电路的功耗。本装置还充分考虑了影响测量人体阻抗的各种影响因素，包括环境温度的变化以及恒流源驱动能力不足等，利用相应的影响参数对人体阻抗的计算进行了校正，使得结果更加准确。另外，本装置还通过测量输入电极的电压来判断是否接触良好或者使用者是否穿着袜子。而人体脂肪计则利用上述人体阻抗测量装置进行阻抗测量后转换为人体脂肪含量，快速准确。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明图1是电压与电阻的关系曲线图；图2是现有人体阻抗测量装置结构图；图3是本专利技术的人体阻抗测量装置结构框图；图4是本专利技术的人体阻抗测量标定零点电压的连接图；图5是本专利技术的人体阻抗测量标定恒流源输出电流的连接图；图6是恒流源的输出电流与负载电阻的关系曲线图； 图7是本专利技术的人体阻抗测量标定恒流源的驱动能力补偿系数的连接图；图8是温度以及恒流源驱动能力校正的电压与电阻的关系曲线图；图9是本专利技术的人体脂肪计结构框图。具体实施例方式参照图3，一种人体阻抗测量装置，包括一对跟人体接触并且向人体提供激励电流的输入电极1、1’；另外一对跟人体接触的检测由激励电流在人体所产生的电压降的输出电极2、2’；通过输入电极1、1’向人体提供恒定的激励电流的恒流源3；测量由激励电流在人体所产生的电压降的电压测量单元4；储存有校正参数，且对校正参数和电压测量单元4测量的电压进行运算处理从而计算出人体阻抗Rx的运算处理单元5；人体阻抗Rx的标定计算是这样进行的运算处理单元5通过电压测量单元4测得由恒流源3流过人体所产生的电压，并根据校正参数计算出人体阻抗Rx。其中所述电压测量单元4包括差动放大器41、整流器42和模/数转换器43，输出电极2、2’分别与差动放大器41的同向及反向输入端连接，在差动放大器41的输出端获得一定电平的交变电压信号，交变电压信号输入到整流器42以获得相应电平值的直流电压信号，该直流电压信号送模/数转换器43，将相应的电压模拟信号转换为数字信号后运算处理单元5根据校正参数运算获得人体阻抗Rx。其中上述运算处理单元5包括运算器51和存储器52，运算器51与电压测量单元4的输出端相连以获得电压信号相应的数字信号；存储器52与运算器51相连，校正参数存储于存储器52内，包括零点电压U0、恒流源3的输出电流值I0以及其他补偿参数。下面详细的描述人体阻抗测量装置的工作过程及原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人体阻抗测量装置，其特征在于包括一对跟人体接触并且向人体提供激励电流的输入电极（１、１’）；另外一对跟人体接触的检测由激励电流在人体所产生的电压降的输出电极（２、２’）；通过输入电极（１、１’）向人体提供恒定的激励电流的恒流源（３）；测量由激励电流在人体所产生的电压降的电压测量单元（４）；储存有校正参数，且对校正参数和电压测量单元（４）测量的电压进行运算处理从而计算出人体阻抗的运算处理单元（５）；人体阻抗的标定计算是这样进行的：运算处理单元（５）通过电压测量单元（４）测得由恒流源（３）流过人体所产生的电压，并根据校正参数计算出人体阻抗。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘伟潮，
申请(专利权)人：中山市创源电子有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]