[發(fā)明專利]一種測(cè)脂電路及體脂秤

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410351153.0
• 申請(qǐng)日: 2014-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN104083168A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張悅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 繽刻普銳(北京)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): A61B5/053
• 分類號(hào): A61B5/053
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及健康管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測(cè)脂電路及體脂秤。

背景技術(shù)

隨著生活水平日漸提高，公眾對(duì)身體情況的重視程度逐漸加深，了解身體的體重、體脂率等體征參數(shù)的愿望日益迫切。體脂率是指體內(nèi)脂肪所占體重的比率，過高的體脂率易導(dǎo)致高血壓、心臟疾病、糖尿病和癌癥等慢性病，如果能夠得到準(zhǔn)確的體脂率，則可以此為依據(jù)進(jìn)行有針對(duì)性的個(gè)人健康管理。因而將普通僅具備稱重功能的人體秤擴(kuò)展為兼具體脂測(cè)量功能，已經(jīng)是當(dāng)前智能人體秤的發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)中具有測(cè)脂功能的測(cè)量?jī)x主要是通過與皮膚相接處的電流電極向雙手或雙腳間施加一個(gè)直流電信號(hào)，然后測(cè)量在通過與皮膚相接觸的電極上產(chǎn)生的電壓，以此得到人體阻抗Z。該方法的測(cè)量原理主要是根據(jù)人體中的脂肪組織導(dǎo)電性要比非脂肪組織(肌肉)的導(dǎo)電性差，如果人體體內(nèi)的脂肪量高的話，其身體內(nèi)部的人體阻抗Z。根據(jù)測(cè)試者的身高H、體重W和人體阻抗Z，計(jì)算得到身體密度DB，其計(jì)算公式如下所示：

DB-A-k×W×Z/H²

其中：A為常數(shù)，k為比例系數(shù)。

則脂肪率的計(jì)算公式如式下所示：

脂肪率＝(4.57/DB-4.142)×100

由此可知，精確測(cè)量人體阻抗Z是得到高精度的脂肪率的關(guān)鍵。由于生物體中存在的水分為兩種形態(tài)，即細(xì)胞外液和細(xì)胞內(nèi)液，其中細(xì)胞外液流動(dòng)于細(xì)胞膜外壁之間和血管內(nèi)，細(xì)胞內(nèi)液由細(xì)胞膜包裹在細(xì)胞之內(nèi)。電流流過生物組織時(shí)細(xì)胞膜等效于電容，而細(xì)胞內(nèi)、外液等效于愛你組。對(duì)于整個(gè)生物組織，科士威無視的細(xì)胞的集合，在低頻電流流過時(shí)，由于細(xì)胞膜的容抗作用，等效于無數(shù)的電容并聯(lián)對(duì)電流的容抗作用，因此可將細(xì)胞膜等效于一個(gè)總電容。根據(jù)cole-cole模型，當(dāng)高頻的電流施加于生物組織時(shí)，由于細(xì)胞內(nèi)外液的電阻抗遠(yuǎn)大于細(xì)胞膜電容抗，可忽略容抗作用，只考慮電阻抗。

但由于現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)脂電路在測(cè)量人體阻抗Z時(shí)，采用理想化模型，即不考慮電阻及放大器的線性誤差，這使得測(cè)得的人體阻抗Z與真實(shí)值之間具有較大誤差，進(jìn)而使得基于人體阻抗Z計(jì)算得到的脂肪率也嚴(yán)重失真，參考性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種通過采用精度高溫漂小的參考電阻以及等效偏移量的后校準(zhǔn)方法，得到能夠計(jì)算精確的人體阻抗測(cè)量值的測(cè)脂電路；以及使用該測(cè)脂電路的體脂秤。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種測(cè)脂電路，其特征在于：它包括依次連接的振蕩電路、反相交流放大電路、電阻選擇電路、電壓采樣電路和峰值取樣電路，其中所述振蕩電路輸出的交流信號(hào)經(jīng)過所述反相交流放大電路的放大后，形成具有一定波形和頻率的交流電壓；所述電阻選擇電路中第一測(cè)試電阻Rt、第二測(cè)試電阻Rt’和測(cè)量電極依次串聯(lián)成串聯(lián)電路，所述交流電壓加在所述串聯(lián)電路的兩端；所述電壓采樣電路可采集測(cè)量電極兩端的電壓、第二測(cè)試電阻Rt’兩端的電壓、第一測(cè)試電阻Rt和第二測(cè)試電阻Rt’兩端的電壓，并將所述電壓輸入所述峰值取樣電路；所述峰值取樣電路輸出所述電壓的峰值；

流過所述串聯(lián)電路的電流為I，所述峰值取樣電路中的二極管壓降為VD，測(cè)量加在所述測(cè)量電極之間的人體電阻Rb的步驟包括：

1)測(cè)試所述第一測(cè)試電阻Rt和第二測(cè)試電阻Rt’，在所述峰值取樣電路的輸出端獲得第一輸出電壓：

V1＝I×(Rt+Rt’)-VD?????(1)

2)測(cè)試所述第二測(cè)試電阻Rt’，在所述峰值取樣電路的輸出端獲得第二輸出電壓：

V2＝I×(Rt’)-VD??????(2)

3)測(cè)試所述人體電阻Rb，在所述峰值取樣電路的輸出端獲得第三輸出電壓：

V3＝I×Rb-VD???????(3)

4)可計(jì)算出所述人體電阻Rb：

Rb＝Rt×K+(Rt+Rt’)??????(4)

其中，K＝(V3-V1)/(V1-V2)；

考慮所述第一測(cè)試電阻Rt的等效偏移ΔR1和第二測(cè)試電阻Rt’的等效偏移ΔR2后，方程(4)變?yōu)?/p>

Rb＝(Rt+ΔR1)×K+(Rt+Rt’)+ΔR2????(5)

5)將第一外部測(cè)試電阻Rcal1＝Rt+Rt’放置到所述測(cè)量電極之間，并在所述峰值取樣電路的輸出端測(cè)得第一測(cè)試電壓Vc1；

6)將第二外部測(cè)試電阻Rcal2＝Rt’放置到所述測(cè)量電極之間，并在所述峰值取樣電路的輸出端測(cè)得第二測(cè)試電壓Vc2；