人体脂肪测量仪原理与制作

仅仅体重并不代表健康，人们越来越担心自己体内的脂肪，因而各种人体脂肪测量仪产品出现在商场。

人体脂肪的含量，即脂肪率的正确检测方法是将人体全部没入水中，测出排水率（体积），再根据体重求出人体的比重，由此推断出人体的脂肪率。但在日常情况下这种方法不太现实。

人的身体含水量约为70％，这些水份绝大部分存在于血液、瘦肉及内脏中，而脂肪中含水量极低。体内水份由于溶解有各种成分而呈现低电阻，脂肪却呈现高电阻，因而人体中脂肪和水的比例影响到人体的电阻，如果考虑脂肪和水份的合成电阻，则脂肪多的人体电阻值就高。目前市售的各种人体脂肪测量仪几乎都是以测量体电阻的方法来推测脂肪量，图1为日本某产品的检测方法。


图1、2 检测方法

下面介绍一款可自制的简易人体脂肪测量仪。

检测方法见图2。考虑到简单易制，信号源采用了5kHz的正弦波，且不用单片机、数字显示等，同时考虑到同一个人使用，只要了解自身体脂肪的变化情况就可以了，因而也未考虑人的的身高、体重对检测的影响。图3是制作的全电路。


图3 制作的全电路

由T1、T2构成文氏电桥振荡器，产生5KHz的正弦波，经C5送到一只脚电极上，另一只脚电极与电源的负极相连，即人体两支脚掌间的电阻与信号源并联。由于人体两脚间电阻一般在数百kΩ以上，故其后的检测电路输入采用了高输入阻抗的射极跟随器T3；把T3输出的信号经二极管整流取出与体脂肪率相关的直流电压，再经一级射极跟随器T4输出到电压表。由于输入到检测电路的信号很小，而常规的二极管整流电路不适用于小信号，故利用电阻R12给二极管加一偏置电压，使二极管在无信号时仍有电流通过，就可以增加对小信号的反应能力；与此对应，在电路中增加了由R15和VR2的调零电路，以抵消前述偏置电压对测量结果的影响。由于是采用数字电压表来测量检测结果，故检测电路之后未设计放大电路。两脚电极可用食品包装铝箔剪成四块园片，每脚两块；取绝缘板一块，大小与市售人体秤相当，在板上两脚位置贴上与电极片大小相同的双面胶，从板下穿孔经过双面胶穿入多股导线，并将线头分杈摊开在双面胶表面，然后将电极片压紧在双面胶上与导线紧密接触，构成测量踏板。整机电路用3V电池供电。

调整：

先确认振荡器工作正常。用音频信号传输线从将C1输出端及地端连接至立体声运算放大器在视频设计优化带宽放大器，若振荡正常，可从喇叭听到音频声；调整VR1可听出频率的变化。

检测电路应先调零，在检测器输出端接入数字万用表的mV档，在两脚电极悬空的情况下调整VR2，使电压表指示为0V。在图3上方两电极片间串联1M电阻，再将两手掌分别压紧在上下两电极板上，电压表上应有10"20mV的电压指示。

实际使用时，双脚赤脚站在两脚电极片位置，电压表应有一电压值，如9mV，此值可作为日后测量脂肪率的参考值。一般，脂肪多的人电压值高，瘦人电压值低。