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發(fā)布時間:2025-12-03 點擊數(shù):0
核心底層原理:兩大核心技術支撐
體脂秤PCBA能實現(xiàn)“體重+體脂率/肌肉量等多指標”測量,核心依賴兩個底層原理,PCBA的所有硬件設計和軟件邏輯都圍繞這兩點展開:
1.體重測量原理:電阻應變片<svg width="10px" height="10px" viewbox="0 0 16 16" class="ZDI ZDI--FourPointedStar16 css-1dvsrp" fill="currentColor">
PCBA通過稱重傳感器獲取用戶體重,原理基于“電阻應變效應”:
傳感器核心是“彈性體+電阻應變片”:彈性體(金屬材質(zhì))受壓力(用戶體重)會發(fā)生微小形變(肉眼不可見,微米級),粘貼在彈性體上的電阻應變片會隨形變同步拉伸/壓縮;
電阻變化轉(zhuǎn)化為電信號:應變片的電阻值會隨形變改變(拉伸時電阻變大,壓縮時變?。?,PCBA通過“Wheatstone電橋”將電阻變化轉(zhuǎn)化為微弱的電壓信號(mV級,與體重成正比);
PCBA信號處理:電壓信號經(jīng)儀表放大器放大、低通濾波器濾除干擾(如50Hz工頻噪聲),再通過ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號,最終由MCU<svg width="10px" height="10px" viewbox="0 0 16 16" class="ZDI ZDI--FourPointedStar16 css-1dvsrp" fill="currentColor">
2.體成分(體脂率/肌肉量等)測量原理:生物電阻抗<svg width="10px" height="10px" viewbox="0 0 16 16" class="ZDI ZDI--FourPointedStar16 css-1dvsrp" fill="currentColor">
這是PCBA能區(qū)分“體重”和“體脂”的關鍵,核心邏輯是“人體不同組織的導電能力差異”:
人體組織的阻抗特性:人體由肌肉、脂肪、骨骼、水分等組成,其中肌肉和水分(含電解質(zhì))導電能力強(阻抗低),脂肪(幾乎不含水分)導電能力弱(阻抗高)——體脂率越高,人體整體阻抗越大;
PCBA的BIA信號交互:PCBA通過秤面電極片向人體發(fā)送安全微弱的交流信號(頻率10kHz~1MHz,電流≤1mA,對人體無傷害),信號穿過人體后從另一組電極片返回PCBA;
阻抗數(shù)據(jù)采集:PCBA的阻抗測量芯片(或MCU外設)測量信號的“電阻分量(R)”和“電抗分量(Xc)”,綜合計算出人體的總阻抗(Z);
體成分推算:MCU調(diào)用預設算法,將“體重數(shù)據(jù)+人體阻抗(Z)+用戶參數(shù)(身高/年齡/性別)”代入回歸模型,推算出體脂率、肌肉量、水分率、骨量、基礎代謝率(BMR)等指標。
關鍵算法模型(簡化版)
體脂率(%BF)=a-b×R+c×體重+d×身高+e×年齡+f×性別(a~f為通過大量樣本擬合的校準系數(shù),PCBA會通過Flash存儲<svg width="10px" height="10px" viewbox="0 0 16 16" class="ZDI ZDI--FourPointedStar16 css-1dvsrp" fill="currentColor">