專利名稱：家用血糖儀的檢定裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢定裝置，特別涉及一種家用血糖儀的檢定裝置及其控制方法。
技術(shù)背景
隨著當(dāng)今社會(huì)現(xiàn)代化步伐的加快，人們生活節(jié)奏和飲食結(jié)構(gòu)都在發(fā)生明顯的變 化，糖尿病患者急劇增加，其患病率居各大疾病之首，我國的糖尿病患者現(xiàn)已超過一億人。 糖尿病作為終生疾病，需要患者及時(shí)了解自身的血糖含量情況，此外,糖尿病患者對(duì)控制血 糖采取的任何措施，比如用藥、控制飲食和使用胰島素等，也必須通過檢測(cè)血糖才可以做到 心中有數(shù)，因此，血糖儀作為最方便、快捷血糖檢測(cè)儀器，成為糖尿病患者必備的醫(yī)療儀器 設(shè)備。
血糖儀從工作原理上分為光電型和電極型兩種。光電血糖儀類似⑶機(jī)，有一個(gè)光 電頭，它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比較便宜，缺點(diǎn)是探測(cè)頭暴露在空氣里，很容易受到污染，影響測(cè)試 結(jié)果，誤差范圍在±0.8左右，使用壽命比較短，一般在兩年之內(nèi)是比較準(zhǔn)確的，使用兩年 后建議到維修站做一次校準(zhǔn)。電極型的測(cè)試原理更科學(xué)，電極可內(nèi)藏，可以避免污染，誤差 范圍在±0. 2左右，1986年美國雅培公司開發(fā)了第一臺(tái)電化學(xué)法血糖儀Exactech Pen，接 下來的一年，強(qiáng)生Lifescan公司的血糖儀One Touch上市,這種類型的血糖儀因?yàn)椴僮骱?jiǎn) 單、精度高而占領(lǐng)了市場(chǎng)，現(xiàn)在絕大多數(shù)糖尿病患者均使用此類型原理的血糖儀。
血糖儀作為一種檢測(cè)儀器，它的測(cè)量精度會(huì)隨著時(shí)間的變化而有所改變，也會(huì)因 環(huán)境的變化而影響到測(cè)量精度，定期對(duì)使用中的血糖儀進(jìn)行檢測(cè)。為了能更好地正確掌握 廣大糖尿病患者的健康狀況，保證此種醫(yī)療設(shè)備的測(cè)量精度有著極其重要意義，目前采用 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的檢測(cè)方法，成本極其昂貴，而且標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不易保存，通常需要保存在零下十八度 的環(huán)境中，使用中很難判定這種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是否存在分解等化學(xué)現(xiàn)象，也就很難實(shí)現(xiàn)對(duì)巨大 數(shù)量的此類儀器進(jìn)行普遍的檢測(cè)工作。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的檢定血糖儀的方法成本極其昂貴， 且標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不易保存的問題，本發(fā)明提供一種家用血糖儀的檢定裝置及其控制方法。
本發(fā)明的家用血糖儀的檢定裝置，它包括單片機(jī)電路、電壓基準(zhǔn)電路、電流基準(zhǔn)電 路、第一加法器、第二加法器、電壓放大器、電流放大器、第一閉環(huán)控制電路、第二閉環(huán)控制 電路、放大器和A/D轉(zhuǎn)換電路；
單片機(jī)電路輸出電壓信號(hào)給電壓基準(zhǔn)電路，
電壓基準(zhǔn)電路輸出的基準(zhǔn)電壓信號(hào)與第一閉環(huán)控制電路輸出的反饋電壓經(jīng)第一 加法器運(yùn)算后輸出給電壓放大器，電壓放大器輸出電壓信號(hào)分別給第一閉環(huán)控制電路和被 測(cè)血糖儀；
單片機(jī)電路輸出電流信號(hào)給電流基準(zhǔn)電路，
電流基準(zhǔn)電路輸出的基準(zhǔn)電流信號(hào)與第二閉環(huán)控制電路輸出的反饋電流經(jīng)第二加法器運(yùn)算后輸出給電流放大器，電流放大器輸出的電流信號(hào)給第二閉環(huán)控制電路和被測(cè) 血糖儀；
被測(cè)血糖儀輸出的電壓信號(hào)給放大器，放大器輸出的電壓信號(hào)給A/D轉(zhuǎn)換電路, A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)電路。
它還包括鍵盤電路，鍵盤電路的鍵入信號(hào)輸出端與單片機(jī)電路的鍵入信號(hào)輸出端 連接。
上述檢定裝置的控制方法，單片機(jī)電路嵌入控制軟件，所述控制軟件包括如下步 驟
用于接收外部輸入的模擬電阻阻值的步驟；
用于接收A/D轉(zhuǎn)換電路輸入的被測(cè)血糖儀測(cè)量電壓信號(hào)的步驟；
用于根據(jù)輸入的被測(cè)血糖儀測(cè)量電壓信號(hào)，向電壓基準(zhǔn)電路輸出電壓信號(hào)的步 驟；
用于根據(jù)向電壓基準(zhǔn)電路輸出電壓信號(hào)和輸入的模擬電阻阻值，向電流基準(zhǔn)電路 輸出電流信號(hào)的步驟。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明根據(jù)家用血糖儀的工作原理，根據(jù)被測(cè)血糖儀的型號(hào) 和試紙批號(hào)模擬特定的電阻，根據(jù)所述電阻向被測(cè)血糖儀輸出標(biāo)準(zhǔn)電流和標(biāo)準(zhǔn)電壓，將血 液在試紙上的反應(yīng)全過程進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，待被測(cè)血糖儀顯示測(cè)出的血糖濃度示數(shù)，與所述試紙 的血糖濃度對(duì)比，就檢測(cè)出被測(cè)血糖儀是否準(zhǔn)確，本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，且不 需要標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物質(zhì)，則不存在不易保存的問題。


圖1為本發(fā)明的家用血糖儀的檢定裝置的電氣原理示意圖。
圖2為本發(fā)明的家用血糖儀的檢定裝置的控制方法中模擬電阻的電氣原理示意 圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的家用血糖儀 的檢定裝置，
它包括單片機(jī)電路1、電壓基準(zhǔn)電路2、電流基準(zhǔn)電路3、第一加法器4、第二加法器5、電壓放大器6、電流放大器7、第一閉環(huán)控制電路8、第二閉環(huán)控制電路9、放大器10和A/ D轉(zhuǎn)換電路11 ；
單片機(jī)電路I輸出電壓信號(hào)給電壓基準(zhǔn)電路2，
電壓基準(zhǔn)電路2輸出的基準(zhǔn)電壓信號(hào)與第一閉環(huán)控制電路8輸出的反饋電壓經(jīng)第 一加法器4運(yùn)算后輸出給電壓放大器6,電壓放大器6輸出電壓信號(hào)分別給第一閉環(huán)控制電 路8和被測(cè)血糖儀；
單片機(jī)電路I輸出電流信號(hào)給電流基準(zhǔn)電路3，
電流基準(zhǔn)電路3輸出的基準(zhǔn)電流信號(hào)與第二閉環(huán)控制電路9輸出的反饋電流經(jīng)第 二加法器5運(yùn)算后輸出給電流放大器7，電流放大器7輸出的電流信號(hào)給第二閉環(huán)控制電路 9和被測(cè)血糖儀；
被測(cè)血糖儀輸出的電壓信號(hào)給放大器10，放大器10輸出的電壓信號(hào)給A/D轉(zhuǎn)換電路11，A/D轉(zhuǎn)換電路11輸出的數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)電路I。
主要技術(shù)指標(biāo)
1.產(chǎn)生電流不確定度0. 1%
2.產(chǎn)生電壓不確定度0. 1%
3.產(chǎn)生電阻不確定度0. 1%
4測(cè)試家用血糖儀為不確定度I %
5.測(cè)量范圍1. 0---20. 0mmol/Lo
6.分辨力0. lmmol/Lo
7.基本誤差±2%。
電壓基準(zhǔn)電路2和電流基準(zhǔn)電路3采用時(shí)分割技術(shù)，通過單片機(jī)電路，對(duì)高精度基準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行斬波分割，由于斬波頻率精度可達(dá)10_8，因此可調(diào)基準(zhǔn)電壓信號(hào)或基準(zhǔn)電流信號(hào)的精度能夠達(dá)到2 5ppm。其穩(wěn)定度和調(diào)節(jié)細(xì)度決定了本裝置的技術(shù)等級(jí)，是完成該項(xiàng)任務(wù)非常關(guān)鍵的一環(huán)。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述的家用血糖儀的檢定裝置的進(jìn)一步限定，它還包括鍵盤電路12，鍵盤電路12的鍵入信號(hào)輸出端與單片機(jī)電路I的鍵入信號(hào)輸出端連接。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式是具體實(shí)施方式
一所述的家用血糖儀的檢定裝置的控制方法，單片機(jī)電路嵌入控制軟件，所述控制軟件包括如下步驟
用于接收外部輸入的模擬電阻阻值的步驟；
用于接收A/D轉(zhuǎn)換電路11輸入的被測(cè)血糖儀測(cè)量電壓信號(hào)的步驟；
用于根據(jù)輸入的被測(cè)血糖儀測(cè)量電壓信號(hào)，向電壓基準(zhǔn)電路2輸出電壓信號(hào)的步驟；
用于根據(jù)向電壓基準(zhǔn)電路2輸出電壓信號(hào)和輸入的模擬電阻阻值，向電流基準(zhǔn)電路3輸出電流信號(hào)的步驟。
使用者根據(jù)被測(cè)血糖儀的型號(hào)和試紙批號(hào)，輸入模擬電阻阻值。
如圖2所示，模擬的電阻相當(dāng)于對(duì)電阻Rl和R2的設(shè)定，可以示作一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)其流過電流時(shí)，產(chǎn)生的電壓降可以進(jìn)行設(shè)定，且產(chǎn)生的電壓降正比于設(shè)定值、正比于電流值，此時(shí)該裝置具有電阻的一切特性，可以被認(rèn)為是一個(gè)模擬等效電阻裝置，根據(jù)楞次定律，將整個(gè)測(cè)試儀器看成一點(diǎn)，流出電流一定等于流入電流，電阻Rl上電流與電阻 R2上電流相等，存在下列關(guān)系式
R = R1+R2
R :輸出電阻
Rl :標(biāo)準(zhǔn)電阻
R2:可調(diào)電阻
當(dāng)R = O時(shí)，Rl = -R2，，由此提出“負(fù)電阻”的概念，即一個(gè)電阻上的壓降與其流過電流比值是負(fù)時(shí)，就看作“負(fù)電阻”。
R= (U1_U2)/I，電阻Rl作為標(biāo)準(zhǔn)電阻對(duì)輸入電流進(jìn)行精密測(cè)試，形成的電壓信號(hào)為被測(cè)血糖儀的基準(zhǔn)電壓U1，電阻R2的壓降U2與電壓Ul和電阻設(shè)定有關(guān)，通過設(shè)定U2值，既可設(shè)定R值，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)電阻的輸出。
電化學(xué)法工作的血糖儀原理是利用血液中的糖物質(zhì)在試紙上產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而生 成電流，其電流大小正比于血液中的含糖量，通過對(duì)其輸出電流的檢測(cè)，得到血液中糖物質(zhì) 的含量值。本發(fā)明裝置就是利用輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)電流、標(biāo)準(zhǔn)電阻的方法，準(zhǔn)確模擬試紙 上化學(xué)反應(yīng)的全過程，因標(biāo)準(zhǔn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)電流、標(biāo)準(zhǔn)電阻的輸出準(zhǔn)確度能達(dá)到10_4數(shù)量級(jí)， 遠(yuǎn)高于家用血糖儀的測(cè)試精度，通過準(zhǔn)確浮現(xiàn)反應(yīng)過程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家用血糖儀的檢定測(cè)試 工作。
在實(shí)際檢定過程中，將被測(cè)血糖儀與本發(fā)明的裝置連接，當(dāng)被測(cè)血糖儀顯示“滴 血”時(shí)，當(dāng)開始檢定時(shí)，所述檢定裝置根據(jù)輸入的被測(cè)血糖儀的型號(hào)和試紙批號(hào)，輸出事先 存入的模擬電阻值。
當(dāng)被測(cè)血糖儀接收到固定電阻時(shí)，啟動(dòng)測(cè)量程序，進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，同時(shí)發(fā)出激勵(lì)電 壓，本裝置此刻需要接受此電壓信號(hào)，并同時(shí)產(chǎn)生反向電壓信號(hào)，平衡被測(cè)血糖儀所產(chǎn)生的 電壓，使被測(cè)血糖儀能夠正常進(jìn)行下一步工作。
本裝置在完成上述兩步之后，根據(jù)被測(cè)血糖儀所需要的檢定和測(cè)試點(diǎn)，輸出恒定 的電流信號(hào)，在被測(cè)血糖儀顯示測(cè)試結(jié)束后，其顯示值與設(shè)定值進(jìn)行比較，得到被測(cè)血糖儀 在該測(cè)試點(diǎn)的誤差。
反復(fù)進(jìn)行多次測(cè)量后，得到被測(cè)血糖儀的所有各點(diǎn)測(cè)量結(jié)果，完成整個(gè)測(cè)試工作。
本發(fā)明是通過標(biāo)準(zhǔn)電流、標(biāo)準(zhǔn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)電阻的輸出，準(zhǔn)確模擬電化學(xué)原理工作的 血糖儀，在血液滴入試紙后產(chǎn)生反應(yīng)變化的全過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)家用血糖儀進(jìn)行檢測(cè)的目的，該 儀器具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣、測(cè)量速度快、穩(wěn)定性好、不需要預(yù)熱、操作方便等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.家用血糖儀的檢定裝置，其特征在于，它包括單片機(jī)電路(I)、電壓基準(zhǔn)電路(2)、電流基準(zhǔn)電路(3)、第一加法器(4)、第二加法器(5)、電壓放大器(6)、電流放大器(7)、第一閉環(huán)控制電路(8)、第二閉環(huán)控制電路(9)、放大器(10)和A/D轉(zhuǎn)換電路(11)；單片機(jī)電路(I)輸出電壓信號(hào)給電壓基準(zhǔn)電路(2)，電壓基準(zhǔn)電路(2)輸出的基準(zhǔn)電壓信號(hào)與第一閉環(huán)控制電路(8)輸出的反饋電壓經(jīng)第一加法器⑷運(yùn)算后輸出給電壓放大器(6),電壓放大器(6)輸出電壓信號(hào)分別給第一閉環(huán)控制電路(8)和被測(cè)血糖儀；單片機(jī)電路(I)輸出電流信號(hào)給電流基準(zhǔn)電路(3)，電流基準(zhǔn)電路⑶輸出的基準(zhǔn)電流信號(hào)與第二閉環(huán)控制電路(9)輸出的反饋電流經(jīng)第二加法器(5)運(yùn)算后輸出給電流放大器(7)，電流放大器(7)輸出的電流信號(hào)給第二閉環(huán)控制電路(9)和被測(cè)血糖儀；被測(cè)血糖儀輸出的電壓信號(hào)給放大器(10),放大器(10)輸出的電壓信號(hào)給A/D轉(zhuǎn)換電路(11)，A/D轉(zhuǎn)換電路(11)輸出的數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)電路(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用血糖儀的檢定裝置，其特征在于，它還包括鍵盤電路 (12)，鍵盤電路(12)的鍵入信號(hào)輸出端與單片機(jī)電路⑴的鍵入信號(hào)輸出端連接。
3.基于權(quán)利要求2所述的家用血糖儀的檢定裝置的控制方法，其特征在于，單片機(jī)電路嵌入控制軟件，所述控制軟件包括如下步驟用于接收外部輸入的模擬電阻阻值的步驟；用于接收A/D轉(zhuǎn)換電路(11)輸入的被測(cè)血糖儀測(cè)量電壓信號(hào)的步驟；用于根據(jù)輸入的被測(cè)血糖儀測(cè)量電壓信號(hào)，向電壓基準(zhǔn)電路(2)輸出電壓信號(hào)的步驟；用于根據(jù)向電壓基準(zhǔn)電路(2)輸出電壓信號(hào)和輸入的模擬電阻阻值，向電流基準(zhǔn)電路(3)輸出電流信號(hào)的步驟。
全文摘要
家用血糖儀的檢定裝置及其控制方法，涉及一種檢定裝置，為了解決目前采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的檢定血糖儀的方法成本極其昂貴，且標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不易保存的問題。根據(jù)家用血糖儀的工作原理，根據(jù)被測(cè)血糖儀的型號(hào)和試紙批號(hào)模擬特定的電阻，根據(jù)所述電阻向被測(cè)血糖儀輸出標(biāo)準(zhǔn)電流和標(biāo)準(zhǔn)電壓，本裝置模擬出所述標(biāo)準(zhǔn)電流和標(biāo)準(zhǔn)電壓，將血液在試紙上的反應(yīng)全過程進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，待被測(cè)血糖儀顯示測(cè)出的血糖濃度示數(shù)，與所述試紙的血糖濃度對(duì)比，就檢測(cè)出被測(cè)血糖儀是否準(zhǔn)確。它用于檢定血糖儀檢測(cè)血糖是否準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01N27/26GK103048367SQ201310025019
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者張軼鵬, 李 浩, 張健, 劉纓, 陳洪俠 申請(qǐng)人:黑龍江省計(jì)量檢定測(cè)試院