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体脂秤原理

世界网络www.linkwan.com创办人 林和安 发表于《中无通讯》第87期

现代人为了维护健康、预防疾病,保持适当的体重非常重要。体重过高和过低都是不健康的表现,会使患各种疾病的机率大增,都会缩短寿命。

体重包括身体脂肪组织、骨骼和肌肉等非脂肪组织的重量。体重超重可以明显增加心脑血管病、肿瘤和糖尿病的发病的机会,肥胖的人还易患骨关节病、脂肪肝、胆石症、痛风、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、内分泌紊乱等多种疾病。体重过低说明身体的营养不良,可以影响未成年人身体和智力的正常发育;成年人体重过低可出现劳动能力下降、骨量丢失和骨折、胃肠功能紊乱、免疫力低下、女性月经不调和闭经、贫血和抑郁症等。

目前很多厂商都推出了体脂秤,相比以前单纯测量体重的秤来说,体脂秤除了测量体重外,还可以记录下人体的体脂、BMI、肌肉量、基础代谢、内脏脂肪等级、骨量、水分、体脂率、体型、身体得分等各项数据,为我们的生活和饮食提供参考。

下面,我们就对小米体脂秤做一个简单的介绍。

体脂检测原理介绍

体脂秤用于体重、体脂含量等人体健康参数的测量。与体重秤相比,除了内部的4个称重传感器,面板上多出了4个金属电极用于人体阻抗测量。当用户两只脚踩上体脂秤之后,阻抗测量电路便通过脚底接触的4个金属电极测出人体从左脚到右脚的电阻,并结合被测者的身高、体重、年龄、性别等数据,计算出体脂等人体健康参数。

体脂检测一般使用生物阻抗分析(BIA)技术。BIA 是一种估算身体组成的技术,不同的身体组织会具有不同的导电性质。由于人体体内的脂肪几乎不导电,而肌肉组织中的水分则易导电,因此,身体的脂肪可经由测量使用者的生物电阻抗再结合用户的身高、年龄和性别,带入大数据样本模型测算得出。体脂秤一般采用四电极生物阻抗分析方式,四电极体脂秤通过左右脚的两个电极(E1、E3)产生安全正弦激励信号(一般为50KHz),再从另外两个电极(E2、E4)检测到电压信号,该信号经过放大、整流、A/D 转换,再经MCU 处理后计算出人体阻抗,再结合人体模型即可计算出体脂等参数。

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图1:体脂检测原理框图

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图2:智慧体脂秤硬体结构框图

智能体脂秤的体重检测由4 个称重传感器和称重芯片组成。4 个称重传感器对称地分布在体脂秤的四个角上,组成全桥电路,能精准的检测到体重的变化。

小米体脂秤

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图3:小米体脂秤

小米体脂秤采用正方形超薄设计,正面只有四个金属电极及隐藏式LED显示屏,超薄的机体内置一整块一体成型的钢板,加强秤整体强度,确保秤面的平整度,四个大号圆脚增大了触地面积,增强秤的稳定性,以获得更精准的数据。

除却超薄,小米体脂秤采用了特别配方的ABS工程塑料作为主体材质,结合内置的整体钢板使得安全性和稳定性得以充分保障。为了能精确测量人体数据,小米体脂秤摒弃了成本低廉且可靠性差的铝合金电极片,采用了304L不锈钢金属电极,通过脚部皮肤充分接触电极片后才可精准获取数据,所以,电极的金属材质非常关键,相比其他类型的生物镀膜或铝制电极片,测量更精准,抗氧化能力更好,为精准测量带来保证。

小米体脂秤底部与普通的电子秤区别不大,四个重量称重感测器,中央是电池盒。

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图4:小米体脂秤主板图

通过主板分析,其主要模块蓝牙主控IC来自恩智浦NXP型号QN9022,2M的Flash型号为GD25Q21BT以及来自合泰半导体的体脂秤 8-Bit Flash 单片机 型号HT45F75。电路做工非常精良,主控以及核心元器件均采用了国际一线供应商,体脂秤的性能和精度得到保障。

小米体脂秤APP

小米体脂秤的数据可以通过蓝牙传输到手机的小米运动APP中,并对数据进行分析、评分,并提供相关的建议,为个人的健康提供参考信息。

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图5:小米运动APP界面

如果你是健康爱好者、开始关注自己的体型和身体数据,亦或是忙于工作无暇充分锻炼的城市白领,小米体脂秤或许是个不错的选择,随时掌握自己的身体指标,自动识别,云端保存数据,为科学锻炼提供有力依据。