[发明专利]由单片集成电路构成的生物阻抗测量装置

说明书

本发明涉及一种以生物阻抗方法为基础的测量装置，特别是涉及一种利用集成电路构成装置的改进的电路结构，以便能够测量生物阻抗。

已有常规提出或提供的装置，它能以生物阻抗方法为基础评价有关体质的因数。例如，已经使用的身体脂肪计，它是通过施加穿过测试对象身体末端部分的电流并测量施加电流部分间的电压，来测量测试对象生命体的生物阻抗值，并由测量值以及要考虑的一套测试对象的包括高度、重量、性别的身体数据来评价身体脂肪率。该身体脂肪计的内部电路由多个部件构成，这些部件包括用作控制和处理单元(CPU)的微型计算机、运算放大器等等。

上述身体脂肪计中采用的微型计算机具有的功能不外乎是普通微型计算机所具有的，例如控制和处理功能、输入输出端口等等，而将其它部件设置在微型计算机外部，并通过相应的端口将其连接和控制。

在现有技术的身体脂肪计中，用于产生施加给生命体并由该生命体输出的交变电流的交变电流发生器部件、用于放大由生命体输出的模拟信号的差动放大器、用于将由差动放大器输出的模拟信号转换成数字信号的A/D转换器等整个构成了设置在微型计算机外部的多个部件。基于此，需花费大量的工时将这些部件装配到电路板上。进一步说，不利的是身体脂肪计的底板必需增大尺寸，由此引起了阻碍身体脂肪计自身小型化的负面效应。

再进一步说，由于从生命体获得的模拟信号由差动放大器和A/D转换器输入、输出并处理，该差动放大器和A/D转换器通过底板上的配线图连接，因此信号可能受到进入配线图的噪声的干扰，从而导致生物阻抗测量的误差，否则该生物阻抗能得以更精确的测量。

更进一步说，身体脂肪计常常在相对潮湿的环境中使用，例如浴室或洗手间，有时电路板吸收潮气导致介电常数的变化，这也会引起生物阻抗测量中的误差。因此，通过采用使用防潮性能较好的底板的防范措施解决潮气问题，以保证生物阻抗测量的精度级别。

更为不利的是，尤其在这样的身体脂肪计中，需要增加测量电极的数量来增加测量位点的数量，或需要改变施加给生命体的交变电流，以便能在多个频率测量生物阻抗，所以电路结构必需变得更为复杂，体积更大，这使脂肪计的小型化更加困难。

根据上述问题得到了本发明，本发明的目的是提供一种高精度、低成本的生物阻抗测量装置和采用所述装置的身体脂肪计，该生物阻抗测量装置具有更少的电路部件，以便减少制造步骤的数量，并由此降低了成本。

按照本发明的一个方面，基于生物阻抗方法来测量测试对象生物阻抗的生物阻抗测量装置包括输入装置、交变电流信号发生器、开关、放大器、模数转换器、控制和处理装置、存储单元、输出装置和振荡器，其中：

所述输入装置输入测试对象的个人身体数据；

所述交变电流信号发生器产生施加给生命体的交变电流信号；

所述开关彼此切换与测量生命体电压的电极以及与参考阻抗的连接；

所述放大器放大测得的交变电压信号；

所述模数转换器将表示经放大的交变电压信号的模拟值转换成数字值；

所述控制和处理装置基于所输入的个人身体数据和测得的生物阻抗值来评价有关测试对象体质的因数，并控制每个装置；

所述存储单元存储输入的个人身体数据、有关测试对象体质的评价因数等等；

所述输出装置输出一套表示有关体质的评价数据的信号；以及

所述振荡器产生驱动控制和处理装置的时钟信号；

其中所述装置具有一个微型计算机，它包括集成到单片电路的所述交变电流信号发生器、所述开关、所述放大器、所述模数转换器、所述控制和处理装置、所述存储单元、所述输出装置和所述振荡器。

按照本发明的生物阻抗测量装置所采用的微型计算机进一步包括一个分频器和频率开关装置，其中：

所述分频器产生多个频率的交变电流信号；以及

所述频率开关装置选择性地输出由所述分频器产生的多个频率的交变电流信号；

其中上述两个装置也集成到所述单片电路中。

按照本发明的生物阻抗测量装置所采用的微型计算机进一步包括一个开关和另一个开关，其中：

所述开关与设置在微型计算机外部的用于测量生物阻抗的多个供电电极相连，并开关来自所述交流电源的交变电流信号，以便输出来自该电源的信号；以及

所述另一个开关与设置在所述微型计算机外部的多个电压检测电极相连，并开关所测量的交变电压；

其中所述两个开关也集成到所述单片电路中。