专利名称：人体脂肪秤的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试仪器，特别是涉及一种具有人体体重、人体体内脂肪率测定功能的综合人体测试仪器。
背景技术：
人体的重量及体内脂肪率的大小对于评价人体肥胖程度、营养状态及健康情况具有重要的意义。迄今为止，对于人体重量、体内脂肪率的测量方式有很多，诸如应用人体秤称人体体重、脂肪计测定人体脂肪率、身高体重经验算法、超声波测量法、红外线测量法等等。上述这些很多已被广泛采用的方法存在各自的不足，它们或是简易不准确，或是技术复杂成本较高。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种人体脂肪秤，其要解决的技术问题是较科学准确地测量人体体重及人体脂肪率，成本相对较低。
本实用新型采用以下技术方案一种人体脂肪秤，包括称量体重的秤盘，和与秤盘联接的称重传感器，所述称重传感器的输出端与称重信号处理电路的输入端连接，称重信号处理电路的输出端与微处理器的第一端口连接，秤盘上设有两个脚踏电极，脚踏电极与人体生物电阻测量电路的输入端连接，其输出端与微处理器的第三端口连接，微处理器的第二端口连接有记忆存储电路，其第四端口连接有显示器，其I/O端口连接有键盘。
本实用新型的人体生物电阻测量电路由恒流源、电压跟随器、差动放大器、半波整流器、滤波器顺序连接，电压跟随器与脚踏电极连接，从滤波器输出的信号传递至微处理器。
本实用新型的差动放大器两个电极之间连接有调整差动放大器放大倍数的精密电阻。
本实用新型的差动放大器两个电极之间连接的精密电阻的阻值是1000欧姆。
本实用新型与现有技术相比，人体生物电阻的测量电路提供了更科学、更准确的测量方法，以便及时了解自身的健康营养状况。
图1是本实用新型人体脂肪秤测量方式示意图。
图2是本实用新型人体脂肪秤实施例连接框图。
图3是本实用新型人体脂肪秤实施例恒流源波形图。
图4是本实用新型实施例测量人体生物电阻电路框图。
图5是本实用新型实施例测量人体生物电阻电路调试过程(一)图。
图6是本实用新型实施例测量人体生物电阻电路调试过程(二)图。
图7是本实用新型实施例测量人体生物电阻电路输出电压信号与人体生物电阻阻抗的关系图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，把人体脂肪秤放在地上，首先用键盘输入被测用户的性别、年龄、身高资料。即可开始测量人体体重及人体脂肪率，测量结果在显示器上显示出来，而且使用起来更直接、更方便。
如图2所示，人体脂肪秤的玻璃秤盘2上设有与人体赤足直接接触的电极板3和4，两电极板与人体生物电阻测量电路6的输入端连接，对人体的生物电阻进行采样，采样结果由输出端传送到微处理器MCU系统7的第三端口。同时，与玻璃秤盘2联接的称重传感器1与称重信号处理电路5相连，经过双积分式A/D转换处理后的信号再由称重信号处理电路5的输出端进入到微处理器MCU系统7的第一端口。人体生物电阻测量电路6和称重信号处理电路5同时输入到微处理器MCU系统7，经微处理器MCU系统7计算处理后输出到LCD显示器8，用于显示测量结果及用户信息。记忆存储电路11与微处理器MCU系统7的第二端口相连，用于存储经验列表。键盘9与微处理器MCU系统7的I/O端口相连，用于设定用户资料等参数。
如图3所示，人体生物电阻测量电路中的恒流源61的波形。
如图4所示，人体生物电阻测量电路6连接的两电极板3和4之间接入恒流源61，被测人体赤足站立在电极板3和4之间，通过与两个电极板3和4的接触，把被测人体夹在交流恒流源61之间。测得的信号经电压跟随器62对信号跟踪取样，然后经差动放大器65对输入的取样信号进行放大，再经半波整流器66及滤波器67进行整流、滤波，最后将经处理的人体电压信号输入到微处理器MCU系统7的第三端口，经过微处理器计算处理后，查表得出被测人体生物电阻的具体数值。
如图5所示，人体生物电阻测量电路6连接的电极板3和4之间接入恒流源61，在测量之前，必须要用精密电阻箱60接在电极板3和4之间，精密电阻箱60的电压信号经过差动放大器65放大，再经半波整流器66及滤波器67进行整流、滤波，最后输人到微处理器MCU系统7的第三端口。精密电阻箱60的电阻值的改变范围在100欧至10000欧之间，通过改变精密电阻箱的电阻值的大小，来改变电压跟随器输出的电压信号，顺序经过差动放大器、半波整流器、滤波器传递最后传递至微处理器MCU系统7，精密电阻箱60的电阻值与电压跟随器输出电压信号的关系为U＝RQ，其中U为精密电阻箱60输出的差变电压信号，R为精密电阻箱60的电阻值，Q为差动放大器65的放大倍数，在测量人体生物电阻之前进行调试为一固定常数，所以U与R成正比的线性关系。因此通过改变精密电阻箱的电阻值，可在微处理器的存储器里形成一个经验列表，此经验列表供计算人体生物电阻使用，并将永久存储在微处理器中。
如图6所示，由于线路板、电阻、电容等电子元器件有差异；因此在测量人体生物电阻之前，差动放大器65的放大倍数必须要经过调整。调整方法为(1)在电极板3和4的两端接一个电阻值固定的精密电阻68，电阻阻值为1000欧姆；(2)调整差动放大器65的反馈电阻K的阻值，同时在显示器上可读出所显示的阻值为1000欧姆；(3)当显示器的显示值与所要求的值相同或二者相差土0.5％时，即差动放大器5的放大倍数调整完成。
如图7所示，测量人体生物电阻电路输出的电压信号与人体生物电阻阻抗的关系为U＝RmQ，其中U为人体生物电阻电路输出的电压信号，Rm为人体生物电阻阻抗，Q为差动放大器5的放大倍数，在测量人体生物电阻之前进行调试为一固定常数，所以U与Rm成正比的线性关系。因此被测人体的生物电阻阻抗的具体数值就可以从微处理器的经验列表中查表获得。所得到的被测人体的生物电阻阻抗的具体数值，再由微处理器WIU系统7的数学模型进行计算处理，即可得到被测人体的体内脂肪率。
本实用新型人体脂肪秤通过被测者赤足站立在秤盘上，脚掌与电极片相接触，经称重传感器、称重信号处理电路、人体生物测量电路的方式，进而通过微处理器系统内部的数学模型运算处理。达到将人体重量、人体体内脂肪率测量集于体的目的。
测量人体生物电阻时，被测人体赤脚踏在两个电极上，以此时输出的电压信号为基准，通过微处理器存储器里的那个经验列表，查表得出人体生物电阻的具体数值。
本人体脂肪秤也可以单独完成人体体重及体内脂肪率的测量。其基本原理是通过被测者赤足站立与电极板接触人体生物电阻测量电路的取值，同时通过重量传感器1及称重信号处理电路5测得人体重量。将测得的人体重量、人体电阻及键盘9输入的人体身高、年龄、性别、测量时间等参数代入数学模型，由微处理器MCU系统7进行运算，可分别得到人体重量及人体体内的脂肪率。同时测量的数据在人体脂肪秤的显示器LCD 8上显示，让用户使用更方便。
各参数的数学模型表达式如下Fat＝aH+bY+cW+dRm+eSBf(％)＝Fat/W*100％以上各式中，H为人体身高(cm)，Y为被测人的年龄，W为人体重量，Rm为被测人的人体生物电阻值，Fat为人体体内脂肪值，Bf(％)为人体体内的脂肪率，S为性别，当S为男性时，e为1，当S为女性时，e为0，其中a、b、c、d均为系数。在数学模型中，W、H、Y、Rm和性别为经键盘输入的参数。
权利要求1.一种人体脂肪秤，包括称量体重的秤盘，和与秤盘联接的称重传感器，其特征在于所述称重传感器的输出端与称重信号处理电路的输入端连接，称重信号处理电路的输出端与微处理器的第一端口连接，秤盘上设有两个脚踏电极，脚踏电极与人体生物电阻测量电路的输入端连接，其输出端与微处理器的第三端口连接，微处理器的第二端口连接有记忆存储电路，其第四端口连接有显示器，其I/O端口连接有键盘。
2.根据权利要求1所述的人体脂肪秤，其特征在于所述人体生物电阻测量电路由恒流源、电压跟随器、差动放大器、半波整流器、滤波器顺序连接，电压跟随器与脚踏电极连接，从滤波器输出的信号传递至微处理器。
3.根据权利要求2所述的人体脂肪秤，其特征在于所述差动放大器两个电极之间连接有调整差动放大器放大倍数的精密电阻。
4.根据权利要求3所述的人体脂肪秤，其特征在于所述差动放大器两个电极之间连接的精密电阻的阻值是1000欧姆。
专利摘要本实用新型公开了一种人体脂肪秤，要解决的技术问题是较科学准确地测量人体体重及人体脂肪率，成本相对较低，采用以下技术方案一种人体脂肪秤，包括称量体重的秤盘，和与秤盘联接的称重传感器，所述称重传感器的输出端与称重信号处理电路的输入端连接，称重信号处理电路的输出端与微处理器的第一端口连接，秤盘上设有两个脚踏电极，脚踏电极与人体生物电阻测量电路的输入端连接，其输出端与微处理器的第三端口连接，微处理器的第二端口连接有记忆存储电路，其第四端口连接有显示器，其I/O端口连接有键盘，与现有技术相比，人体生物电阻的测量电路提供了更科学、更准确的测量方法，以便及时了解自身的健康营养状况。
文档编号G01G19/50GK2704830SQ200320116498
公开日2005年6月15日 申请日期2003年11月10日 优先权日2003年11月10日
发明者(请求不公开姓名) 申请人:联通控股有限公司