[发明专利]一种测脂电路及体脂秤

说明书

技术领域

本发明涉及健康管理技术领域，特别涉及一种测脂电路及体脂秤。

背景技术

随着生活水平日渐提高，公众对身体情况的重视程度逐渐加深，了解身体的体重、体脂率等体征参数的愿望日益迫切。体脂率是指体内脂肪所占体重的比率，过高的体脂率易导致高血压、心脏疾病、糖尿病和癌症等慢性病，如果能够得到准确的体脂率，则可以此为依据进行有针对性的个人健康管理。因而将普通仅具备称重功能的人体秤扩展为兼具体脂测量功能，已经是当前智能人体秤的发展趋势。

现有技术中具有测脂功能的测量仪主要是通过与皮肤相接处的电流电极向双手或双脚间施加一个直流电信号，然后测量在通过与皮肤相接触的电极上产生的电压，以此得到人体阻抗Z。该方法的测量原理主要是根据人体中的脂肪组织导电性要比非脂肪组织(肌肉)的导电性差，如果人体体内的脂肪量高的话，其身体内部的人体阻抗Z。根据测试者的身高H、体重W和人体阻抗Z，计算得到身体密度DB，其计算公式如下所示：

DB-A-k×W×Z/H²

其中：A为常数，k为比例系数。

则脂肪率的计算公式如式下所示：

脂肪率＝(4.57/DB-4.142)×100

由此可知，精确测量人体阻抗Z是得到高精度的脂肪率的关键。由于生物体中存在的水分为两种形态，即细胞外液和细胞内液，其中细胞外液流动于细胞膜外壁之间和血管内，细胞内液由细胞膜包裹在细胞之内。电流流过生物组织时细胞膜等效于电容，而细胞内、外液等效于爱你组。对于整个生物组织，科士威无视的细胞的集合，在低频电流流过时，由于细胞膜的容抗作用，等效于无数的电容并联对电流的容抗作用，因此可将细胞膜等效于一个总电容。根据cole-cole模型，当高频的电流施加于生物组织时，由于细胞内外液的电阻抗远大于细胞膜电容抗，可忽略容抗作用，只考虑电阻抗。

但由于现有技术中的测脂电路在测量人体阻抗Z时，采用理想化模型，即不考虑电阻及放大器的线性误差，这使得测得的人体阻抗Z与真实值之间具有较大误差，进而使得基于人体阻抗Z计算得到的脂肪率也严重失真，参考性较差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种通过采用精度高温漂小的参考电阻以及等效偏移量的后校准方法，得到能够计算精确的人体阻抗测量值的测脂电路；以及使用该测脂电路的体脂秤。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种测脂电路，其特征在于：它包括依次连接的振荡电路、反相交流放大电路、电阻选择电路、电压采样电路和峰值取样电路，其中所述振荡电路输出的交流信号经过所述反相交流放大电路的放大后，形成具有一定波形和频率的交流电压；所述电阻选择电路中第一测试电阻Rt、第二测试电阻Rt’和测量电极依次串联成串联电路，所述交流电压加在所述串联电路的两端；所述电压采样电路可采集测量电极两端的电压、第二测试电阻Rt’两端的电压、第一测试电阻Rt和第二测试电阻Rt’两端的电压，并将所述电压输入所述峰值取样电路；所述峰值取样电路输出所述电压的峰值；

流过所述串联电路的电流为I，所述峰值取样电路中的二极管压降为VD，测量加在所述测量电极之间的人体电阻Rb的步骤包括：

1)测试所述第一测试电阻Rt和第二测试电阻Rt’，在所述峰值取样电路的输出端获得第一输出电压：

V1＝I×(Rt+Rt’)-VD     (1)

2)测试所述第二测试电阻Rt’，在所述峰值取样电路的输出端获得第二输出电压：

V2＝I×(Rt’)-VD      (2)

3)测试所述人体电阻Rb，在所述峰值取样电路的输出端获得第三输出电压：

V3＝I×Rb-VD       (3)

4)可计算出所述人体电阻Rb：

Rb＝Rt×K+(Rt+Rt’)      (4)

其中，K＝(V3-V1)/(V1-V2)；

考虑所述第一测试电阻Rt的等效偏移ΔR1和第二测试电阻Rt’的等效偏移ΔR2后，方程(4)变为

Rb＝(Rt+ΔR1)×K+(Rt+Rt’)+ΔR2    (5)

5)将第一外部测试电阻Rcal1＝Rt+Rt’放置到所述测量电极之间，并在所述峰值取样电路的输出端测得第一测试电压Vc1；

6)将第二外部测试电阻Rcal2＝Rt’放置到所述测量电极之间，并在所述峰值取样电路的输出端测得第二测试电压Vc2；