人體脂肪測量儀原理

僅僅體重并不代表健康，人們越來越擔心自己體內的脂肪，因而各種人體脂肪測量儀產品出現在商場。

人體脂肪的含量，即脂肪率的正確檢測方法是將人體全部沒入水中，測出排水率（體積），再根據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實。

人的身體含水量約為70％，這些水份絕大部分存在于血液、瘦肉及內臟中，而脂肪中含水量極低。體內水份由于溶解有各種成分而呈現低電阻，脂肪卻呈現高電阻，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量儀幾乎都是以測量體電阻的方法來推測脂肪量，圖1為日本某產品的檢測方法。

圖1、2 檢測方法

下面介紹一款可自制的簡易人體脂肪測量儀。

檢測方法見圖2。考慮到簡單易制，信號源采用了5kHz的正弦波，且不用單片機、數字顯示等，同時考慮到同一個人使用，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、體重對檢測的影響。圖3是制作的全電路。

圖3 制作的全電路

由T1、T2構成文氏電橋振蕩器，產生5KHz的正弦波，經C5送到一只腳電極上，另一只腳電極與電源的負極相連，即人體兩支腳掌間的電阻與信號源并聯。由于人體兩腳間電阻一般在數百kΩ以上，故其后的檢測電路輸入采用了高輸入阻抗的射極跟隨器T3；把T3輸出的信號經二極管整流取出與體脂肪率相關的直流電壓，再經一級射極跟隨器T4輸出到電壓表。由于輸入到檢測電路的信號很小，而常規的二極管整流電路不適用于小信號，故利用電阻R12給二極管加一偏置電壓，使二極管在無信號時仍有電流通過，就可以增加對小信號的反應能力；與此對應，在電路中增加了由R15和VR2的調零電路，以抵消前述偏置電壓對測量結果的影響。由于是采用數字電壓表來測量檢測結果，故檢測電路之后未設計放大電路。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，在板上兩腳位置貼上與電極片大小相同的雙面膠，從板下穿孔經過雙面膠穿入多股導線，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線緊密接觸，構成測量踏板。整機電路用3V電池供電。

調整：

先確認振蕩器工作正常。用音頻信號傳輸線從將C1輸出端及地端連接至立體聲運算放大器在視頻設計優化帶寬放大器，若振蕩正常，可從喇叭聽到音頻聲；調整VR1可聽出頻率的變化。

檢測電路應先調零，在檢測器輸出端接入數字萬用表的mV檔，在兩腳電極懸空的情況下調整VR2，使電壓表指示為0V。在圖3上方兩電極片間串聯1M電阻，再將兩手掌分別壓緊在上下兩電極板上，電壓表上應有1020mV的電壓指示。

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