专利名称：身高体重测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电类，尤指一种通过超声探头和应力传感器测定身高和体重的仪 器，可以快速测定人的身高和体重。
背景技术：
身高和体重是两项反映身体形态的指标，在一定程度上也反映健康状况。以往测 量身高一般使用手动滑块人工读数和电动滑块自动读数两种方式，都存在体积大、效率低， 测量不准确，不能数据共享的缺点，现在最新的身高测量技术是利用超声测距的技术来测 量，通过选择合适的超声探头和设计合理的电路，缩小超声探头的测量盲区。体重的测量， 有杆秤、台秤等，一般是利用杠杆的原理，这一类器械虽然比较准确，但操作起来都太麻烦， 同时也存在数据共享困难的问题，考虑到这些问题，目前一般利用金属构件的应力和形变 的线性关系原理来做测量，第一种是一点支撑的应力形变传感器，但是这种传感器抗偏性 能稍差，第二种使用横梁式应力形变传感器，这种传感器较好的避免了上述问题。

实用新型内容身高体重测量仪的研发是为了缩短测量时间、提高测量准确度以及可以数据共享。本实用新型是一种身高体重测量仪，包括测高模块、测重模块、显示模块以及数据 存储模块，其特征是系统硬件包括支架、底座和安装在支架顶部的超声传感器、安装在底座 内的应力形变传感器，以及在支架中间安装有液晶显示屏、IC卡感应区和喇叭。开机状态 下，显示模块依次给出开机欢迎界面和准备完成待机界面，测重模块开始工作后启动测高 模块和数据存储模块工作，如图1所示。所述的身高体重测量仪，其特征是选用12位高速硬件计数器，计数脉冲CLK从 IC3A进入，INPUT4是从单片机来的一个闸门控制信号，控制CLK脉冲的通断，SN74HCT4040 是一个12位的计数器，两个74LS373组成12位的三态锁存器，供单片机读出计数器的数 据，用VCC电源通过MC1403芯片产生一个参考电源、通过ICL7660芯片产生一个负电源，如 图4所示。所述的身高体重测量仪，其特征是系统由电源供给与稳压电路(图11)供电，所述 电源供给与稳压电路首先通过变压器一整流器一开关电源稳压器稳压后的VCC电源提 供给电路使用，所述系统的核心是单片机主控电路(图5)，与地址锁存器(IC13)和外部存 储器(IC14)相连(图6)，所述主控电路通过液晶驱动和显示电路(图7)与液晶译码驱动 器ICM7211AM连接，测重信号输入与放大电路(图9，特点是差动输入，与称重传感器的桥路 相匹配，运算放大器集成度高)通过高通和低通滤波电路(图10)，然后经AD转换电路(图 8，将模拟信号转换为数字信号，支持4路信号的采集，这里只用了 1路，数据通讯用SPI串 行接口，与并行接口相比，节省了引脚)，与单片机主控电路连接，另外，系统采用光电隔离 和串行信号转USB信号电路(图13)，提高了抗干扰性能。[0007]该实用新型操作简便和耐用，数据的采集和运算储存速度快，每小时测量约700 人次(五秒钟一人次)。单机使用测量结果有三种方式屏幕显示、打印、语音报数。可以单 独使用，单独使用的时候，能够测量储存被测试者的身高和体重数据，计算均数、标准差等。 全数字电路设计，没有易损易耗件，免维护，质量稳定。内带智能检测系统，技术可靠，使用 更加方便。本实用新型还可以联网使用，能够数据共享，以及远程诊断和存储。

图1身高体重测量仪外观示意图1喇叭2触摸屏3IC卡感应区4超声发射接收器图2横梁式应力形变传感器结构示意图2-1支撑点位置2-2应变片粘着位置图3用于身高测量的超声传感器结构图图412位高速硬件计数器电路图图5单片机主控电路图图6地址锁存器(IC13)和外部存储器(IC14)电路图图7液晶驱动和液晶显示电路图图8AD转换电路图图9测重信号输入与放大电路图图10高通和低通滤波电路图图11电源供给与稳压电路图图12参考电源和负电源电路图图13光电隔离和串行信号转USB信号电路图
具体实施方式
经依据上述设计方案实施检验，基本实现了设计目的。结合图示进一步说明身高 体重测量仪的工作程序，如图1，按下电源开关给身高体重测量仪加电，液晶显示屏显示待 机时即可以进行测试，刷卡或者手动键盘输入被测试者个人信息后，双脚站在测试台上，保 持身体正直三秒钟，完成测试。
权利要求一种身高体重测量仪，包括测高模块、测重模块、显示模块以及数据存储模块，其特征是系统硬件包括支架、底座和安装在支架顶部的超声传感器、安装在底座内的应力形变传感器，以及在支架中间安装有液晶显示屏、IC卡感应区和喇叭。
2.按照权利要求1所述的身高体重测量仪，其特征是选用12位高速硬件计数器，计数 脉冲CLK从IC3A进入，INPUT4是从单片机来的一个闸门控制信号，控制CLK脉冲的通断， SN74HCT4040是一个12位的计数器，两个74LS373组成12位的三态锁存器，供单片机读出 计数器的数据，用VCC电源通过MC1403芯片产生一个参考电源、通过ICL7660芯片产生一 个负电源。
3.按照权利要求1所述的身高体重测量仪，其特征是系统由电源供给与稳压电路 供电，所述电源供给与稳压电路首先通过变压器——整流器——开关电源稳压器稳压后 的VCC电源提供给电路使用，所述系统的核心是单片机主控电路，与地址锁存器(IC13) 和外部存储器(IC14)相连，所述主控电路通过液晶驱动和显示电路与液晶译码驱动器 ICM7211AM连接，测重信号输入与放大电路通过高通和低通滤波电路，然后经AD转换电路， 与单片机主控电路连接，另外，系统采用光电隔离和串行信号转USB信号电路。
专利摘要本实用新型公开了一种利用超声传感技术和应力形变技术测量身高体重的仪器设计方案，优选盲区较小的超声传感器和抗偏性能良好的桥式应力形变传感器，结合优化设计的一系列电路组成了该测量身高体重的仪器，该仪器反应迅速，测量速度快，单机能够储存、计算测量数据的均数、方差，联网可以做到数据共享，支持单机打印测试报告。
文档编号G01G19/50GK201583335SQ20092022064
公开日2010年9月15日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者王培勇, 邢瑜 申请人:王培勇