生物阻抗測試儀的製作方法
2023-05-30 23:37:46 2
專利名稱：生物阻抗測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種用來測試生物體阻抗的裝置。
生物阻抗作為一種生物學指標，已有效地應用於生物醫學研究中，在實踐中要求生物阻抗的測量技術，必須是測量過程安全可靠，測量結果準確無誤，才能得到廣泛的推廣。國內至今尚無企業生產此類儀器。國外雖有類似產品，但其測量生物阻抗所需的儀號源採用RLC等元件組成的模似振蕩電路組成，使其在頻率精度等方面存在一定的問題，其結果直接影響生物阻抗的測量精度和準確性。
本實用新型的目的是提供一種生物阻抗測試儀，它的信號源採用數字振蕩源，因此它的測量精度高。
本實用新型的目的是這樣實現的它和國外已有的生物阻抗測試儀一樣，都是由正弦波輸出電路、測試電路、A／D、單片機、存儲器和顯示器等組成，本實用新型的特徵是其信號源採用數字振蕩源，即正弦波輸出電路和測試電路與已有技術不同，下面分別介紹這兩個電路的組成和原理。
1、正弦波輸出電路它是由數位訊號振蕩源、數字分頻電路、波形產生及濾波電路和輸出驅動電路組成；1.1、數位訊號振蕩源由晶體振蕩器JT1、兩個電阻和兩個電容以及反相器IC13A組成數位訊號振蕩源(系典型電路)，其輸出端接反相器IC13B，將信號進行反相後，送入分頻電路的輸入端，即IC14的CLK端，此時產生頻率很高的數字脈衝；
1.2、分頻電路是由二進位計數器IC14和十進位計數器IC15組成，信號經IC14的二分頻後，再送至IC15的CLK端，經IC15的十分頻，把脈衝的頻率降下來，送入波形產生電路的輸入端，即IC16的CLK端；1.3、波形產生電路的組成可預置N階計數器IC16的
端分別接R18、R17、R16和R15，並聯後與R14串聯，它將數字脈衝信號變成近似正弦波的階梯波，送濾波電路；1.4、濾波電路是由運放IC17和兩個電容C10、C11組成(系典型電路)，它對階梯波進行濾波，在其輸出端即C10處輸出一個正弦波，送輸出驅動電路；1.5、輸出驅動電路是由運放IC11和三個電阻和一個電位器組成反相放大器(系典型電路)。放大濾波電路來的正弦信號，並驅動輸出，完成正弦信號電壓V0輸出。
2、測試電路它是由多路開關、差分放大、整流電路和濾波電路組成；2.1、多路開關由模擬多路開關IC5擔任，其A、B端輸入信號來自單片機特定的輸出端，Vo電壓經R16引入IC5的X0，並直接引入Y1、與生物體接觸的電極1、2、3、4分別接IC5的X0、X1、Y1和Y2；2.2、差分放大電路由運放IC6和四個電阻組成(系典型電路)，接收IC5中的X、Y輸出的模擬正弦信號，經其放大，送整流電路；
2.3、整流電路是由運放IC12與D1、D2、R4和電位器W1組成(系典型電路)，它輸出脈動直流信號，送濾波電路；2.4、濾波電路由R3和C3組成，將脈動直流信號變成穩定的直流信號，送A／D、單片機去處理。
本實用新型與現有技術相比，由於它的信號源採用數字振蕩源，因此它具有信號頻率穩定、測量精度高等優點。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的電原理框圖。
圖2是正弦波輸出電路的原理框圖。
圖3是測試輸出電路的原理框圖。
圖4是正弦波輸出電路的電原理圖。
圖5是測試輸出電路的電原理圖。
參見
圖1，它和已有的生物阻抗測試儀一樣，都是由正弦波輸出電路、測試電路、A／D、單片機、存儲器和顯示器等組成，本實用新型的特徵是其信號源採用數字振蕩源，即正弦波輸出電路和測試電路與已有技術不同，下面分別介紹這兩個電路的組成和原理。
1、正弦波輸出電路(參見圖2)它是由數位訊號振蕩源、數字分頻電路、波形產生及濾波電路和輸出驅動電路組成；1.1、數位訊號振蕩源(參見圖4)由晶體振蕩器JT1、兩個電阻R19、R20和兩個電容C13、C14以及反相器IC13A4069組成數位訊號振蕩源(系典型電路)，其輸出端接反相器IC13B，將信號進行反相後，送入分頻電路的輸入端，即IC14的CLK端，此時產生頻率很高的數字脈衝；1.2、分頻電路是由二進位計數器IC1474LS393和十進位計數器IC154017組成，信號經IC14的二分頻後，再送至IC14的CLK端，經IC15的十分頻，把脈衝的頻率降下來，送入波形產生電路的輸入端，即IC16的CLK端；1.3、波形產生電路的組成可預置N階計數器IC16 4018的
端分別接R18、R17、R16和R15，並聯後與R14串聯，它將數字脈衝信號變成近似正弦波的階梯波，送濾波電路；1.4、濾波電路是由運放IC17和兩個電容C10、C11組成(系典型電路)，它對階梯波進行濾波，在其輸出端即C10處輸出一個正弦波，送輸出驅動電路；1.5、輸出驅動電路是由運放IC11和三個電阻R11、R10、R8和一個電位器W6組成反相放大器(系典型電路)。放大濾波電路來的正弦信號，並驅動輸出，完成正弦信號電壓V0輸出。
2、測試電路(參見圖3)它是由多路開關、差分放大、整流電路和濾波電路組成；2.1、參見圖5，多路開關由模擬多路開關IC54052擔任，其A、B端輸入信號來自單片機8031特定的輸出端，Vo電壓經R16引入IC5的X0，並直接引入Y1、與生物體接觸的電極1、2、3、4分別接IC5的Xo、X1、Y1和Y2；
2.2、差分放大電路由運放IC6和四個電阻R10、R9、R22、R23組成(系典型電路)，接收IC5中的X、Y輸出的模擬正弦信號，經其放大，送整流電路；2.3、整流電路是由運放IC12與D1、D2、R4和電阻器W1組成(系典型電路)，它輸出脈動直流信號，送濾波電路；2.4、濾波電路由R3和C3組成，將脈動直流信號變成穩定的直流信號，送A／D、單片機去處理。
權利要求1.一種生物阻抗測試儀，它是由A/D轉換器、單片機以及存儲器、顯示器等組成，其特徵是它還包括正弦波輸出電路和測試電路，(1)、正弦波輸出電路它是由數位訊號振蕩源、數字分頻電路、波形產生及濾波電路和輸出驅動電路組成；(1.1)、數位訊號振蕩源由晶體振蕩器JT1、兩個電阻和兩個電容以及反相器IC13A組成數位訊號振蕩源，其輸出端接反相器IC13∶B，將信號進行反相後，送入分頻電路的輸入端，即IC14的CLK端；(1.2)、分頻電路是由二進位計數器IC14和十進位計數器IC15組成，信號經IC14的二分頻後，再送至IC15的CLK端，經IC15的十分頻，送入波形產生電路的輸入端，即IC16的CLK端；(1.3)、波形產生電路的組成可預置N階計數器IC16的Q1、Q2、Q3、Q4端分別接R18、R17、R16和R15，並聯後與R14串聯，它將數字脈衝信號變成近似正弦波的階梯波，送濾波電路；(1.4)、濾波電路是由運放IC17和兩個電容C10、C11組成，在其輸出端即C10處輸出一個正弦波，送輸出驅動電路；(1.5)、輸出驅動電路是由運放IC11和三個電阻和一個電位器組成反相放大器，驅動輸出正弦信號電壓V0；(2)、測試電路它是由多路開關、差分放大、整流電路和濾波電路組成；(2.1)、多路開關由模擬多路開關IC5擔任，其A、B端輸入信號來自單片機特定的輸出端，Vo電壓經R16引入IC5的X0，並直接引入Y1、與生物體接觸的電極1、2、3、4分別接IC5的Xo、X1、Y1和Y2；(2.2)、差分放大電路由運放IC6和四個電阻組成，接收IC5中的X、Y輸出的模擬正弦信號，經其放大，送整流電路；(2.3)、整流電路是由運放IC12與D1、D2、R4和電阻器W1組成，它輸出脈動直流信號，送濾波電路；(2.4)、濾波電路由R3和C3組成，將脈動直流信號變成穩定的直流信號，送A/D去處理。
2.根據權利要求1所述的生物阻抗測試儀，其特徵是IC13選4069IC14選74LS393IC15選4017IC16選4018單片機選8031。
專利摘要本實用新型提供了一種生物阻抗測試儀，它和國外已有的生物阻抗測試儀一樣，都是由正弦波輸出電路、測試電路、A/D、單片機、存儲器和顯示器等組成，本實用新型的特徵是其信號源採用數字振蕩源，即正弦波輸出電路和測試電路與已有技術不同。本實用新型與現有技術相比，由於它的信號源採用數字振蕩源，因此它具有信號頻率穩定、測量精度高等優點。它應用於生物醫學研究中，為生物醫學研究提供必要的生物體內的阻抗數據。
文檔編號A61B5/05GK2160342SQ9322832
公開日1994年4月6日 申請日期1993年5月28日 優先權日1993年5月28日
發明者高維緯, 王明順, 付永久, 孫陽, 陳昕, 尚超 申請人:瀋陽體育學院