人體脂肪測(cè)量?jī)x原理

僅僅體重并不代表健康，人們?cè)絹?lái)越擔(dān)心自己體內(nèi)的脂肪，因而各種人體脂肪測(cè)量?jī)x產(chǎn)品出現(xiàn)在商場(chǎng)。

人體脂肪的含量，即脂肪率的正確檢測(cè)方法是將人體全部沒(méi)入水中，測(cè)出排水率（體積），再根據(jù)體重求出人體的比重，由此推斷出人體的脂肪率。但在日常情況下這種方法不太現(xiàn)實(shí)。

人的身體含水量約為70％，這些水份絕大部分存在于血液、瘦肉及內(nèi)臟中，而脂肪中含水量極低。體內(nèi)水份由于溶解有各種成分而呈現(xiàn)低電阻，脂肪卻呈現(xiàn)高電阻，因而人體中脂肪和水的比例影響到人體的電阻，如果考慮脂肪和水份的合成電阻，則脂肪多的人體電阻值就高。目前市售的各種人體脂肪測(cè)量?jī)x幾乎都是以測(cè)量體電阻的方法來(lái)推測(cè)脂肪量，圖1為日本某產(chǎn)品的檢測(cè)方法。

圖1、2 檢測(cè)方法

下面介紹一款可自制的簡(jiǎn)易人體脂肪測(cè)量?jī)x。

檢測(cè)方法見圖2。考慮到簡(jiǎn)單易制，信號(hào)源采用了5kHz的正弦波，且不用單片機(jī)、數(shù)字顯示等，同時(shí)考慮到同一個(gè)人使用，只要了解自身體脂肪的變化情況就可以了，因而也未考慮人的的身高、體重對(duì)檢測(cè)的影響。圖3是制作的全電路。

圖3 制作的全電路

由T1、T2構(gòu)成文氏電橋振蕩器，產(chǎn)生5KHz的正弦波，經(jīng)C5送到一只腳電極上，另一只腳電極與電源的負(fù)極相連，即人體兩支腳掌間的電阻與信號(hào)源并聯(lián)。由于人體兩腳間電阻一般在數(shù)百kΩ以上，故其后的檢測(cè)電路輸入采用了高輸入阻抗的射極跟隨器T3；把T3輸出的信號(hào)經(jīng)二極管整流取出與體脂肪率相關(guān)的直流電壓，再經(jīng)一級(jí)射極跟隨器T4輸出到電壓表。由于輸入到檢測(cè)電路的信號(hào)很小，而常規(guī)的二極管整流電路不適用于小信號(hào)，故利用電阻R12給二極管加一偏置電壓，使二極管在無(wú)信號(hào)時(shí)仍有電流通過(guò)，就可以增加對(duì)小信號(hào)的反應(yīng)能力；與此對(duì)應(yīng)，在電路中增加了由R15和VR2的調(diào)零電路，以抵消前述偏置電壓對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。由于是采用數(shù)字電壓表來(lái)測(cè)量檢測(cè)結(jié)果，故檢測(cè)電路之后未設(shè)計(jì)放大電路。兩腳電極可用食品包裝鋁箔剪成四塊園片，每腳兩塊；取絕緣板一塊，大小與市售人體秤相當(dāng)，在板上兩腳位置貼上與電極片大小相同的雙面膠，從板下穿孔經(jīng)過(guò)雙面膠穿入多股導(dǎo)線，并將線頭分杈攤開在雙面膠表面，然后將電極片壓緊在雙面膠上與導(dǎo)線緊密接觸，構(gòu)成測(cè)量踏板。整機(jī)電路用3V電池供電。

調(diào)整：

先確認(rèn)振蕩器工作正常。用音頻信號(hào)傳輸線從將C1輸出端及地端連接至立體聲運(yùn)算放大器在視頻設(shè)計(jì)優(yōu)化帶寬放大器，若振蕩正常，可從喇叭聽到音頻聲；調(diào)整VR1可聽出頻率的變化。

檢測(cè)電路應(yīng)先調(diào)零，在檢測(cè)器輸出端接入數(shù)字萬(wàn)用表的mV檔，在兩腳電極懸空的情況下調(diào)整VR2，使電壓表指示為0V。在圖3上方兩電極片間串聯(lián)1M電阻，再將兩手掌分別壓緊在上下兩電極板上，電壓表上應(yīng)有1020mV的電壓指示。

實(shí)際使用時(shí)，雙腳赤腳站在兩腳電極片位置，電壓表應(yīng)有一電壓值，如9mV，此值可作為日后測(cè)量脂肪率的參考值。一般，脂肪多的人電壓值高，瘦人電壓值低。