专利名称：测量人体电阻的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电阻测量技术，特别是一种采用交流测量方式测量人体电阻的装置。
背景技术：
现代生活中，交流测量人体电阻是较准确的人体电阻测量方式。通过人体的电阻测量结合人体的一些其它特征，可以推算出人体脂肪含量、水分含量、体型
判断、肌肉量、卡路里(calorie)等人体健康指标。在测脂仪、脂肪称等健康类产品中广泛运用。
现有实现电路中有交流测量与直流测量两种方式。直流测量方式因为人体的极化效应，导致测量误差极大而逐步被交流测量方式所取代。而现在的交流测量电路是由COMS模拟开关4052以及众多电阻、电容、二极管、三极管等分立元件构成交流信号发生、恒流、检波、放大测量等电路，配合MCU控制，实现数据处理，其电路复杂，元件数量多，故障点多，生产、维修难度大，整体成本高。发明内容
本实用新型的目的是提供一种元件数量少、电路简单的测量人体电阻装置，以降低产品的故障率，降低产品的生产成本和维修成本。
本实用新型测量人体电阻装置，包括用于与人体皮肤接触的接触电极，提供检测电流的交流恒流源，对检测信号进行检波的检波器，以及信号放大器，其特征在于所述交流恒流源包括运放OPl，运放OP1的反相端接信号发生器，同相端接基准电路，输出端与反相端之间接参考电阻R5，参考电阻R5两端各接一个接触电极；所述检波器包括运放OP2，连接在运放OP2输出端和反相端之间的二极管Dl，以及连接在运放OP2输出端和反相端之间的二极管D2和电阻R11串联支路，运放OP2的同相端和反相端分别通过电阻R9、电阻R10接所述参考电阻R5的两端；所述信号放大器包括运放OP3,运放OP3的同相端接基准电压，反相端依次通过电阻R12、 二极管D2接运放OP2的输出端，反相端另通过并联的电阻R7和电容C4接所述基准电压；信号放大器的输出端通过模数转换器接MCU的输入端。
更优选的方案是将运放OPl、运放OP2、运放OP3、模数转换器和MCIJ集成于同一芯片中，以进一步减少元件数量，降低故障率，降低成本。
信号发生器优选正弦波发生器，该正弦波发生器包括PWM模块，以及线圈L1和电容C2并联电路，该并联电路的第一端接地，第二端通过电阻R1连接器PWM模块输出端，且第二端通过电容C1接所述交流恒流源的输入端。
进一步，可将运放OPl、运放OP2、运放OP3、模数转换器、正弦波发生器的PWM模块和MCU均集成于同一芯片中。
上述交流恒流源中的参考电阻R5的阻值优选500-600欧姆。
本测量人体电阻装置采用内置若干运放、模数转换器、PWM模块和MCU的单一芯片。电路部分集成度高，外围电路大大减少，能有效降低故障率，提髙电路的稳定性和可靠性，并能降低生产、维修成本成本。
其由MCU控制，发挥了 MCU频率稳定的特性，提高了测量的准确性，并进一步提高了电路的稳定性。
图l为典型实施例的电路图；图2为其交流恒流源的电路图；图3为其检波器的电路图；图4为其信号放大器的电路图；图5为其正弦波发生器的电路图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明。参照图l-5，本测量人体电阻的装置包括用于与
人体皮肤接触的两个接触电极，提供检测电流的交流恒流源，对检测信号进行检
波的检波器，以及信号放大器。图1和图2中的J1为连接器，通过连接器J1将两个接触电极接入电路。
交流恒流源包括运放OPl，运放OPl的反相端接通过电阻R3信号发生器，同相端通过电阻R4接基准电路，输出端与反相端之间接参考电阻R5，参考电阻R5两端各接一个接触电极(接触电极连接在连接器Jl,图中未画出)。
连接于交流恒流源同相端的基准电路包括串接于VDD与地之间的电阻R2和R8，以及连接在电阻R2和R8的公共端与地之间的电容C5。参考电阻R5的阻值可为560欧姆。
检波器包括运放OP2，连接在运放OP2输出端和反相端之间的二极管Dl,以及连接在运放OP2输出端和反相端之间的二极管D2和电阻TR11串联支路，运放OP2的同相端和反相端分别通过电阻R9、 R10接所述参考电阻R5的两端(AN+和AN-)。
信号放大器包括运放OP3，运放OP3的同相端接基准电压1/2 VDD,反相端依次通过电阻R12、 二极管D2接运放OP2的输出端，反相端另通过并联的电阻R7和电容C4接所述基准电压1/2VDD ;信号放大器的输出端通过模数转换器ADC接MCU的输入端。
信号发生器为正弦波发生器，该正弦波发生器包括PWM模块，以及线圏Ll和电容C2并联电路，该并联电路的第一端接地，第二端通过电阻Rl连接PWM模块输出端，且第二端通过电容C1接交流恒流源的输入端。
上述运放OPl、运放OP2、运放OP3、模数转换器ADC、正弦波发生器的PWM模块和MCU集成于同一芯片111中。芯片lil内的PWM模块用于产生周期和占空比分别可以调整的脉宽调制波形，芯片Ul的SIN端子为该片内PWM模块的输出端。
所述芯片Ul中还包括一具有掉电记忆的FLASH存储器，该存储器内一区间存储有MCU计算人体电阻需要的校准参数。如校准产品时，连接器J1外接校准电阻(与参考电阻R5并联)时测得的AD值，及连接器Jl不接校准电阻(即仅存在参考电阻R5)时测得的AD值等等。
所述芯片Ul中还包括一可编程增加益放大器PGA ,该PGA可以取代上述的运放OP3，与上述外接元件电阻R12、 二极管D2、电阻R7和电容C4等构成髙精度PGA放大电路。
测量时，正弦波发生器产生PWM正弦波信号，在该PWM正弦波信号的激励下，交流恒流源输出检测电流，流过参考电阻R5的电流保持恒定。当将接触电极与人体皮肤接触后，人体电阻并联在参考电阻R5上，检波器采集此时参考电阻R5两端的信号，经信号放大器放大、模数转换器转换后输入MCU，进而MCU结合FLASH存储器中的校准参数计算出人体的电阻值。
本装置采用的芯片集成度高，电路简单，大大降低了生产成本。由于大大减少了外围元件，所以能有效降低故障率，提高电路的稳定性和可靠性，并能降低维修成本。本装置由MCU控制，发挥了 MCU频率稳定的特性，提高了测量的准确性，并进一步提高了电路的稳定性。
权利要求1、一种测量人体电阻的装置，包括用于与人体皮肤接触的接触电极，提供检测电流的交流恒流源，对检测信号进行检波的检波器，以及信号放大器，其特征在于所述交流恒流源包括运放OP1，运放OP1的反相端接信号发生器，同相端接基准电路，输出端与反相端之间接参考电阻R5，参考电阻R5两端各接一个接触电极；所述检波器包括运放OP2，连接在运放OP2输出端和反相端之间的二极管D1，以及连接在运放OP2输出端和反相端之间的二极管D2和电阻R11串联支路，运放OP2的同相端和反相端分别通过电阻R9、电阻R10接所述参考电阻R5的两端；所述信号放大器包括运放OP3，运放OP3的同相端接基准电压，反相端依次通过电阻R12、二极管D2接运放OP2的输出端，反相端另通过并联的电阻R7和电容C4接所述基准电压；信号放大器的输出端通过模数转换器接MCU的输入端。
2、 如权利要求l所述的测量人体电阻的装置，其特征在于所述运放OPl、运放OP2、运放OP3、模数转换器和MCU集成于同一芯片中。
3、 如权利要求1所述的人体电阻测量电路，其特征在于所述信号发生器为正弦波发生器，该正弦波发生器包括PWM模块，以及线圏L1和电容C2并联电路，该并联电路的第一端接地，第二端通过电阻R1连接器PWM模块输出端，且第二端通过电容C1接所述交流恒流源的输入端。
4、 如权利要求3所述的测量人体电阻的装置，其特征在于所述运放OPl、运放OP2、运放OP3、模数转换器、正弦波发生器的PWM模块和MCU集成于同一芯片中。
5、 如权利要求4所述的测量人体电阻的装置，其特征在于所述芯片中包括一具有掉电记忆功能的FLASH存储器，该存储器内 一 区间存储有MCU计算人体电阻需要的校准参数。
6、 如权利要求4所述的测量人体电阻的装置，其特征在于所述芯片中包括一可编程增加益放大器PGA。
7、 如权利要求1-4任一项所述的测量人体电阻的装置，其特征在于连接于交流恒流源同相端的基准电路包括串接于VDD与地之间的电阻R2和R8，以及连接在电阻R2和R8的公共端与地之间的电容C5。
8、 如权利要求7所述的测量人体电阻的装置，其特征在于所述交流恒流源中的参考电阻R5阻值为500-600欧姆。
9、 如权利要求1-4任一项所述的测量人体电阻的装置，其特征在于所述交流恒流源中的参考电阻R5阻值为500-600欧姆。
专利摘要一种测量人体电阻的装置，包括接触电极、提供检测电流的交流恒流源、对检测信号进行检波的检波器及信号放大器，所述交流恒流源包括一个运放，该运放的反相端接信号发生器，同相端接基准电路，输出端与反相端之间接参考电阻，该参考电阻两端各接一个接触电极；所述检波器包括另一个运放，该运放的同相端和反相端分别接所述参考电阻的两端，输出端接所述信号放大器的输入端；所述信号放大器输出通过模数转换器接MCU的输入端。其采用内置运放、模数转换器、PWM模块和MCU的单一芯片，集成度高，外围电路大大减少，能有效降低故障率，提高电路的稳定性和可靠性，并能降低生产、维修成本。
文档编号A61B5/053GK201353144SQ20082023592
公开日2009年12月2日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者丘守庆, 余卫金, 刘春光, 鹏 李, 许申生 申请人:深圳市鑫汇科科技有限公司