BRPI0408520B1 - dispositivo para indicar mudanças na resistência de um corpo vivo - Google Patents

Abstract

"sistema para mensurar e indicar mudanças na resistência de um corpo vivo". revelado dispositivo aprimorado para indicar e mensurar pequenas variações na resistência de um corpo vivo, que utiliza uma unidade de processamento central para processar digitalmente resistências corporais sentidas e acionar uma tela indicadora da resistência enquanto compensa pelos efeitos da idade componente, das tolerâncias componentes e das temperaturas componentes. o dispositivo inclui um circuito de calibragem automática que é ativado automaticamente a cada vez que o dispositivo é ligado para medir e armazenar valores de mensuração para uma pluralidade de resistências corporais sintetizadas que são utilizadas para formar um modelo de compensação contra o qual as resistências corporais sentidas são subseqüentemente comparadas para ajustamento automático dos valores de mensuração do acionador da tela. a unidade de processamento central ajusta adicionalmente o ganho do sinal acionador do medidor por um fator de ganho dependente da fixação da sensibilidade do medidor selecionada pelo usuário para evitar dificuldades experimentadas anteriormente no monitoramento de pequenas mudanças na resistência corporal causada pela dificuldade na fixação da leitura inicialmente desejada do medidor a certos valores na faixa de medição, bem como ocasionais inversões falsas e inesperadas da leitura do medidor com o ajuste da faixa do medidor.

Description

DISPOSITIVO PARA INDICAR MUDANÇAS NA RESISTÊNCIA DE UM

CORPO VIVO [001] Este pedido reivindica como prioridade o Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos número 60/455.948 depositado em 19 de março de 2003. [002] Esta invenção relaciona-se a um dispositivo aprimorado para indicar e mensurar variações na resistência de um corpo vivo.

Histórico: [003] Dispositivos para mensurar e exibir pequenas mudanças na resistência de um corpo vivo foram revelados anteriormente na Patente dos Estados Unidos número 3.290.589 e na Patente dos Estados Unidos número 4.459.995 bem como a Patente dos Estados Unidos número 6.011.992. Esses dispositivos geralmente incluem um circuito medidor de resistência, um circuito amplificador e um circuito indicador. Em operação, o dispositivo mede as pequenas mudanças na resistência utilizando o circuito medidor de resistência para gerar um sinal de medição indicativo da magnitude da resistência. O sinal de medição é então amplificado pelo circuito amplificador, e o sinal amplificado é utilizado para acionar um dispositivo expositor, como uma agulha eletromagneticamente reativa de um medidor. A confiabilidade das leituras vem dependendo não apenas da calibragem apropriada do dispositivo, mas também do ajuste preciso dos ganhos do circuito e das sensibilidades à medida que o corpo vivo é monitorado. [004] Dispositivos deste tipo foram primeiro concebidos e desenvolvidos pelo inventor Hubbard para utilização no monitoramento, ou na auditoria, de indivíduos como parte de um protocolo de aconselhamento. Os dispositivos são utilizados para detectar pequenas mudanças na resistência elétrica da pessoa auditada enquanto aquela pessoa observa aspectos de sua própria existência para melhorar sua capacidade de confrontar o que ele é e onde ele está. A capacidade de detectar e perceber visualmente as ocorrências de mudanças muito pequenas na resistência, e às vezes bem fugaz, bem como certos padrões das mudanças, é essencial para a auditoria precisa e maximamente eficaz do indivíduo. [005] Embora os dispositivos da tecnologia anterior acima fossem adequados para detectar as mudanças na resistência no corpo vivo, eles têm sido difíceis de calibrar corretamente e difíceis de operar de uma maneira que produz consistentemente leituras do dispositivo expositor percebidos com precisão. Parece que essas dificuldades surgem de características como não linearidades do sinal, bem como mudanças relacionadas à idade e à temperatura dos componentes que podem mascarar ou reportar falsamente pequenas mudanças na medição, mas significativas. [00 6] O inventor Hubbard reconheceu que a não linearidade do sinal era um fator significativo que complicava grandemente a exposição confiável da informação necessária, e que a interação entre os ajustes de faixa e de sensibilidade nesses dispositivos ainda complicavam mais a capacidade de obter leituras claras. O Sr. Hubbard ainda identificou ligeiros atrasos tão pequenos como 0,1 segundo na exposição de mudanças na resistência como uma outra fonte que complicava a auditoria e determinou que o dispositivo expositor mais eficaz necessitava que até as mudanças de resistência menores possíveis fossem percebidas com tão pouco retardo quanto possível.

Sinopse da Invenção: [007] A presente invenção é um dispositivo aprimorado para mensurar e indicar a resistência e as mudanças na resistência em um corpo vivo. O dispositivo utiliza o processamento digital para melhorar a resposta e a precisão da exibição. Uma sequência de calibragem automática substancialmente compensa os efeitos da idade do componente, mudanças na temperatura e tolerâncias de fabricação sobre essas medições muito sensíveis. O circuito preferido para os ajustes na sensibilidade isola aqueles ajustes de afetarem o circuito de medição da resistência. [008] Esses e outros recursos da invenção serão apreciados da descrição seguinte da versão preferida, da qual os desenhos formam uma parte.

Desenhos: [009] Nos desenhos: [010] A Figura i é uma vista frontal em perspectiva de uma versão preferida de um dispositivo para mensurar e indicar mudanças na resistência de um corpo vivo que foi construído de acordo com a invenção. [011] A Figura 2 é uma vista plana superior do medidor preferido 16 utilizado no dispositivo da Figura 1. [012] A Figura 3 deste é um diagrama de blocos da versão preferida do circuito utilizado pelo dispositivo 10. [013] A Figura 4 deste é uma ilustração esqueniática do circuito da extremidade frontal preferido para construir o dispositivo da Figura 1 de acordo com a invenção. [014] A Figura 5 ilustra a disposição correta das Figuras 5A - 5E que, juntas, por sua vez, ilustram um diagrama de blocos esquemático de uma unidade de processamento central preferida utilizada no dispositivo da Figura 1.

[015] A Figura 6 é uma ilustração esquemática do circuito de ajuste de sensibilidade preferido utilizado no dispositivo da Figura 1. E [016] A Figura 7 é uma ilustração esquemática do circuito de acionamento do medidor preferido utilizado no dispositivo da Figura 1.

Descrição da Versão Preferida: [017] A Figura 1 é uma vista frontal em perspectiva de uma versão preferida de um dispositivo que foi construído de acordo com a invenção para medir e indicar mudanças na resistência de um corpo vivo. O dispositivo 10 compreende uma armação 12 tendo uma janela 14 através da qual um medidor 16 é visível. Como será explicado abaixo, o medidor é utilizado para exibir valores e mudanças na resistência corporal de uma pessoa que está sendo auditada pelo dispositivo (doravante, simplesmente "resistência corporal"). Aqueles habilitados na tecnologia reconhecerão que dispositivos expositores outros que não o tipo de medidor aqui descrito estão dentro do escopo da invenção. [018] O gabinete 12 inclui uma segunda janela 18 para visualizar um dispositivo expositor 20. O dispositivo expositor 20 é preferivelmente uma tela de cristal líquido (LCD) que exibe seletivamente informação como a data, a hora, a posição do suporte angular, o movimento do suporte angular, tempo decorrido durante a sessão de auditagem, idioma escolhido para o expositor e outra informação pertinente. [019] Três botões 22A-C são associados ao dispositivo expositor 20 para selecionar e/ou mudar o idioma exibido, a hora, a data, etc. Um dos botões é utilizado para selecionar um menu desejado de uma série de títulos de menu exibidos seqüencialmente. Os dois botões restantes são respectivamente utilizados para deslocar uma barra de seleção com relação ao menu para escolher entre uma pluralidade de opções listadas. O primeiro botão então funciona como o botão seletor para selecionar a opção assim identificada. [020] Um segundo conjunto de três botões 28a-c é utilizado para selecionar sensibilidades do medidor, de "low", "médium" e "high" (baixa, média, alta), respectivamente. Como será discutido em maiores detalhes abaixo, a sensibilidade selecionada é uma função da mudança de resistência no corpo auditado, e o botão de sensibilidade 26 funciona em conjunto com os botões 28a-c para fornecer um ajuste de sensibilidade adicional. Para tal fim, uma escala de 32 segmentos estacionária é impressa na armação ao redor do botão 26. O dispositivo é configurado de modo que a fixação de botão de "32" na faixa "low" selecionada com o botão 28a produz um equivalente de sensibilidade do medidor a uma fixação do botão de "1" na faixa média selecionada com o botão 28b, e a fixação de botão de "32" naquela faixa média produz uma sensibilidade do medidor igual a uma fixação de botão de "1" na faixa alta selecionada com o botão 28c. Como é ainda mostrado abaixo, a faixa baixa impõe um ganho de aproximadamente 1 no sinal de medição derivado da resistência do corpo, a faixa média impõe um ganho de aproximadamente 9,5 no sinal, e a faixa alta impõe um ganho de aproximadamente (9,5)2, ou 90,25, no sinal. Naturalmente, todos esses ganhos numéricos e relações podem ser variados sem desviar do espirito ou escopo da invenção. [021] O dispositivo 10 ainda inclui um botão "battery test" (teste de batería) 29, um botão on/off (liga/desliga) 31, e um botão "meter trim" ((aprumo do medidor) 33. [022] Um botão giratório 24 é utilizado para selecionar a faixa apropriada para o medidor 16 como é descrito abaixo, e é tipicamente referido como o botão "TA" por usuários experientes desses dispositivos. O termo "TA" assim, será aqui utilizado para referir-se à fixação da faixa do medidor de tempos em tempos. O botão TA 24 é preferivelmente acoplado a um codificador óptico dentro da armação que produz um valor digital indicativo da posição rotativa do botão. A posição rotativa do botão poderá ser convenientemente considerada em termos do número de graus que ele foi girado de seu ponto final no sentido contrário ao do relógio, mas é convenientemente discutido em termos do valor TA representado por sua posição. O botão, assim, é formatado em 24A a um valor TA em uma escala numérica estacionária disposta circunferencialmente 38 impressa no gabinete 12. A escala é preferivelmente fornecida com gradações marcadas de "0" a "6" por um arco de aproximadamente 240°, e o botão é tipicamente girado no sentido do relógio de um valor TA de 0,5 a um valor TA de 6,5 durante o procedimento de auditagem. Deve-se observar que os números e espaçamento foram escolhidos para serem consistentes com dispositivos anteriores como aqueles ilustrados e descritos na Patente dos Estados Unidos número 4.459.995 e que qualquer série de números, letras ou outras marcas dispostas ao redor de qualquer arco conveniente podería ser utilizado sem desviar do espírito da invenção. [023] Um par de eletrodos, 30, 32, é acoplado destacavelmente a uma tomada 34 na parte posterior da armação 12, e são adaptados para serem mantidos pela pessoa que está sendo auditada. Qualquer um e todos os outros numerosos métodos de afixação a um corpo vivo, contudo, também estão dentro do escopo da desta invenção. Os eletrodos podem ser de qualquer formato apropriado. É preferível que a pessoa auditada segure um eletrodo em cada mão, porém, e verificou-se que um eletrodo geralmente cilíndrico pode ser seguro confortavelmente pela pessoa auditada sendo, portanto, preferível. [024] A Figura 2 é uma vista superior do medidor preferido 16. O medidor é preferivelmente um medidor de espiral móvel capaz de ler de 0 a 100 microampéres em deflexão de escala integral, e tem uma escala arqueada 38 dividida em seções. A aproximadamente um terço da distância de seu ponto terminal esquerdo, a escala exibe um pequeno setor de arco marcado "SET". Em operação, e durante a calibragem pré-operação do medidor, sua agulha 17 é descrita como sendo "em SET" quando a agulha aponta para o segmento da escala rotulado como "SET". O botão TA 24 é utilizado para periodicamente trazer a agulha de volta para a área próxima de SET durante o processo de auditagem e a sensibilidade do medidor é ajustada utilizando os botões 22a-22c e o botão 26 antes ou durante o procedimento de auditagem para obter deflexões de agulha apropriadamente significativas. Preferivelmente, não mais que 50 microampéres de corrente de eletrodo fluem através do corpo da pessoa auditada. Verificou-se que este nível assegura o conforto da pessoa, enquanto fornece "leituras" de agulha apropriadamente reativas à medida que a pessoa é monitorada durante a auditoria. [025] A Figura 3 é um diagrama de blocos da versão preferida do circuito utilizado pelo dispositivo 10. Como é mostrado na Figura 3, o medidor 16 é acionado por um sinal de saída analógico 480 gerado por um conversor digital-a-analógico 479 em resposta a uma série de valores digitais 478 produzidos por uma unidade de processamento central 400. A unidade de processamento central 400, por sua vez, é reativa aos respectivos sinais de entrada 190, 290 e 390 do circuito da extremidade frontal 100, do circuito TA 200 e do circuito de sensibilidade 300. [026] O circuito de extremidade frontal 100 é representado esquematicamente na Figura 4. Durante a operação de monitoramento, ele produz um valor digital indicativo da resistência elétrica do corpo vivo auditado. Quando o dispositivo é energizado, ele produz dados de calibração para uso durante a operação de monitoramento. [027] O circuito de extremidade frontal 100 compreende um circuito sensor de resistência 108 para produzir um sinal de medição indicativo da resistência corporal, um amplificador operacional 110 para filtrar e isolar o sinal de medição dos efeitos de outros componentes do sistema, e um conversor analógico-a-digital 120a para converter o sinal de medição em um valor digital indicativo da resistência corporal medida pelo circuito sensor de resistência. [028] O circuito sensor de resistência é preferivelmente do tipo divisor de voltagem acoplado eletricamente entre uma voltagem fonte C.C. positiva VDD e o terra GND. Durante a sessão de auditoria, o circuito sensor de resistência compreende um resistor Rl de 4,99K, a resistência corporal Rpc (conforme detectada entre os eletrodos 30, 32 acoplados aos pinos 1 e 3 da tomada 104), e um resistor R3 de 45,3K, todos acoplados em série entre a fonte C.C, VDD e o terra. Quando os eletrodos de monitoramento foram desconectados da tomada 104, a tomada é configurada para acoplar eletricamente os pinos 2 e 3 juntos, colocando o resistor R2 de 5K através da tomada. [029] O resistor Rl não é eletricamente acoplado diretamente ao eletrodo da tomada 104, mas é, em vez disso, acoplado a ele (e à resistência corporal Rpc) através de um multiplexador-demultiplexador analógico 102, preferivelmente um Burr Brown MC14051RD. Mais especificamente, Rl é acoplado ao pino X do multiplexador/demultiplexador (doravante, o "multiplexador") 102. O multiplexador 102 é configurado para conectar seu pino X a um pino selecionado Xo, Xi, X2, X3, em resposta a um sinal de seleção respectivamente associado aplicado em seus pinos A, B, C. [030] O multiplexador 102 é colocado no circuito com os resistores divisores de voltagem para uso durante o processo de calibragem descrito abaixo. Durante a auditagem normal de um corpo vivo, ele acopla eletricamente o pino X ao pino Xq, colocando o resistor Rl em série com a resistência corporal Rpc. 0 resultado é uma voltagem de medição analógica eo que varia com as variações na resistência corporal de acordo com a equação de divisão de voltagem. (Eq. 1) [031 ] O sinal de medição e0 é alimentado a um amplificador operacional 110 configurado como ura seguidor de voltagera. O amplificador operacional preferido é um LT1677CS8 da Burr Brown. A saída do amplificador operacional 110 é aplicada a um conversor analógico-para-digital dé 24 bits 120, preferivelmente um ADS 121 OU da Burr Brown, e um valor digital representativo da resistência do corpo mensurado é produzida em seus pinos de saída SDO e SDIP para serem encaixados dentro do pino 66 da unidade central de processamento {CPU) 400 em resposta aos pulsos do relógio aplicados ao pino SCLK.

Recurso de Calibragera: [032 ] Pessoas de habilidade ordinária na tecnologia reconhecem que pode haver numerosas fontes para erro na representação das resistências corporais Rpc como as voltagens de medição eo. Por exemplo, os valores das resistências de circuito poderão variar no tempo e também poderão variar com a temperatura, efetuando a precisão da rede divisora de voltagem. Além disso, níveis de voltagem interna, correntes de vazamentos e voltagens de recuo dentro dos componentes de estado sólido· do dispositivo podem variar com a idade e/ou mudanças na temperatura e podem variar de um dispositivo para outro dentro das tolerâncias de componentes normais especificadas e nâo especificadas. Embora os componentes com tolerâncias extremamente apertadas possam ser utilizados para minimizar tais erros, esses componentes são bem caros, e os erros ainda assim não são completamente eliminados. Como esses erros podem mascarar ou resultar em relatórios falsos de mudanças na medição pequenas, mas significativas, os dispositivos deste tipo incluiram necessariamente um processo de calibragem que pretende minimizar esses erros. Esses procedimentos de calibragem da tecnologia anterior têm sido bem complexos e tipicamente exigiram que os dispositivos fossem devolvidos à fábrica uma vez a cada ano. [033] De acordo com um aspecto da invenção, um circuito de calibragem é incluído o qual pode auto-calibrar o dispositivo toda vez que o dispositivo é energizado. Primeiro, um sinal de medição efetivo eo é obtido em um número de pontos de referência. Os pontos de referência são selecionados ao substituir uma resistência conhecida pela resistência corporal Rpc. Algumas ou a totalidade dessas resistências conhecidas são valores padronizados que foram associados aos valores TA no passado. Por exemplo, a resistência corporal igual a 5k-ohms foi escolhida no passado como a resistência que traria a agulha do medidor para SET a uma fixação TA de '2', uma resistência corporal de 12,5 k-ohms faria o mesmo para o valor TA de '3', etc. [034] Como é descrito abaixo, o procedimento de calibragem aqui apresentado substitui Rpc com um resistor de 5k-ohms, um resistor de 12,5 k-ohms e um curto circuito de modo que o valor efetivo deste sinal de medição eO para cada ponto de calibragem desses pode ser obtido, digitalizado e temporariamente armazenado. Um modelo é então calculado desses valores de sinal armazenados para o valor do sinal de medição que colocaria o medidor em SET para cada um dos outros valores TA. Durante o processo de monitoramento, o valor de resistência corporal auditada é comparado ao valor armazenado que substituiria o medidor no SET para o TA que foi discado, e a diferença entre os valores de sinal é utilizada para acionar a agulha do medidor, assim compensando pelas mudanças componentes descritas acima. Naturalmente, o número de pontos de calibragem, bem como os valores de TA utilizados podem ser variados sem desviar da invenção. [035] Assim, a CPU 400 envia sinais de seleção apropriados para os pinos 9, 10, 11 do multiplexador 102 quando da energização para fazer com que seu terminal X seja acoplado seqüencialmente aos terminais Xi, X2, e X3, respectivamente, colocando um resistor R2 de 4,99K, um resistor R4 de 12,4K, e um curto circuito em série com os resistores Rl e R3 em vez de Rpc. O valor de eo, sob cada condição é alimentado para o amplificador operacional 110, digitalizado pelo conversor 120 e emitido para a unidade de processamento central 400. Os valores acima foram escolhidos para R2 e R4 porque as faixas TA de '2' d '3' foram historicamente sido os parâmetros mais comumente utilizados quando do monitoramento da resistência corporal. A condição de curto circuito é utilizada para fornecer com facilidade pontos de dados adicionais. Uma condição de circuito aberto também podería ser utilizada. [036] O valor da voltagem de medição é relacionado aos valores do resistor e a voltagem fonte CC pelas equações: quando o terminal XI é selecionado, (Eq. 1) quando o terminal X2 é selecionado, (Eq. 3) quando o terminal X3 é selecionado, (Eq. 4) [037] Se uma condição de circuito aberto fosse desejada, o terminal X4 podería ser selecionado, produzindo um sinal medido de efvr0rí em que e^rror é qualquer voltagem não zero que é detectada em vez da voltagem zero detectada de modo ideal. Na condição de circuito aberto, a voltagem de medição é teoricamente zero, mas erros devido a voltagens de recuo componentes, vazamento de correntes e assemelhados podem causar uma voltagem através de R3, e são consequentemente detectados e em última instância compensados. [038] Uma vez obtidos os valores da voltagem de medição eo para os valores de resistor escolhidos de R2 (4,99K), R4 (12,4K) e zero (o curto circuito), os valores efetivos de RI e R3 são calculados pela CPU 400 da solução simultânea das equações 2-4 acima, utilizando o valor conhecido de [039] Uma vez calculados os valores efetivos de RI e R3, o dispositivo a seguir calcula a resistência elétrica efetiva associada ao tomada 104 e os condutores internos associados aqui associados. O multiplexador 102 conecta sua entrada X ao terminal Xo. Com os eletrodos 30, 32 desconectados do tomada 104, o tomada 104 é configurado para acoplar eletricamente seus pinos 2 e 3 juntos. Os eletrodos são assim desconectados durante esta etapa, de modo que o terminal multiplexador X0 está conectado ao pino 2 do tomada 104 e por ele ao R2, R3 e ao terra. O valor do sinal de medição e,3 assim obtido é recuado do valor que foi obtido quando R2 havia sido selecionado através do pino XI do multiplexador por uma quantidade correspondente à resistência efetiva do tomada. Como a resistência do tomada acrescenta à resistência corporal detectada durante a auditagem, o valor da resistência do tomada ê calculado e daí em diante subtraído pela CPU 400 de todos os valores de resistência corporal detectados durante a auditagem. [040] Os valores calculados de RI, R3 e a resistência do tomada são utilizados na fixação dos outros valores de sinal de medição que colocam a agulha do medidor em SET, conforme descrito anteriormente. Historicamente, por exemplo, um valor TA de 2 colocaria idealmente a agulha do medidor em SET quando um resistor de 5K era colocado através dos eletrodos. Para valores TA de 3, 4, 5, os valores do resistor foram tradicionalmente sido 12,5K, 30K e ÍQQK. Para reter consistência com os dispositivos da tecnologia anterior deste tipo, é desejável manter essas mesmas relações nominais, embora aqueles habilitados na tecnologia reconhecerão que isto não é de outra forma necessário.

Auditagem: [041] Após a calibragem, e durante o monitoramento do corpo vivo, o valor instantâneo da resistência corporal Rpc é detectado através dos eletrodos 30, 32, o sinal de medição resultante e3 é digitalizado pelo conversor 120 e passado para a CPU 4 00 onde ele é comparado ao valor correspondente do TA e depois discado, e a diferença entre os dois valores de sinal é utilizada para acionar a agulha do medidor de SET. [042] A CPU 400 assim recebe duas entradas até agora. Primeiro, ela calcula a resistência corporal monitorada (Rpc) do valor digitalizado do sinal de medição de acordo com a Equação 1 acima, e levando em conta a resistência do tomada. Isto é tipicamente feito em tempo real. [043] A CPU então subtrai um valor de resistência (1½.) que ela calcula da posição do botão do codificador óptico 24. Neste ponto, o botão TA é tipicamente girado durante o procedimento de auditagem para colocar a agulha do medidor no ou próximo de SET. à medida que o botão TA é girado, ele gira a haste do codificador digital 200, gerando um valor digital para a CPU indicativo da posição giratória do botão. 0 valor digital correlaciona-se com o valor TA associado à posição do botão, que é indicado na escala adjacente ao botão. 0 valor digital indicativo de posição aplicado ã CPU 400 ê processado pela CPU para calcular um valor de resistência para a posição TA discada de acordo com uma equação preferida: em que TA é o valor TA. [044] A diferença entre os dois valores é o valor que forma a base para o sinal acionado pela agulha que é aplicado ao medidor 16. A quantidade pela qual a agulha é distanciada do SET é uma função da magnitude da diferença. Como ê discutido agora, um ganho de "sensibilidade" ajustável pode ser aplicado para controlar o grau no qual a magnitude de diferença desloca a agulha. No entanto, será apreciado que o sinal de diferença, ele próprio, não é afetado pelos ajustes de sensibilidade.

Recurso de Sensibilidade: [045] Como foi descrito anteriormente, a CPU 400 calcula a resistência corporal através dos eletrodos de cada valor amostrado da voltagem de medição ao subtrair o valor da resistência corporal amostrado de RTa- Se a diferença é '0', o processador produz um valor de saida digital que é acoplado ao medidor através de um conversor digital-analógico e coloca a agulha do medidor em SET. Se a diferença é positiva, a agulha é levada para a direita de SET. Se a diferença é um valor negativo, a agulha é levada à esquerda de SET. Se o operador muda a posição do botão TA, a resistência corporal monitorada é comparada com novos valores à medida que o botão é girado até o operador do dispositivo obter a leitura desejada do medidor. [046] A distância onde a agulha é afastada do SET depende do parâmetro do botão de sensibilidade 20 (Figura 1). O ajuste de sensibilidade determina o número de incrementos na escala do medidor que a agulha se desloca para uma mudança de sinal. Os incrementos são convenientemente referidos como 'Ts' pois eles parecem no medidor preferido como sendo uma série de Ts invertidos (Figura 2). Assim, o parâmetro de sensibilidade determina a quantidade de movimento da agulha para longe de SET para uma mudança dada na resistência corporal, e é conveniente dita como 'ohms/T'; isto é, a mudança na resistência corporal necessária para deslocar a agulha um incremento de 'Τ' na escala do medidor. [047] Utilizando um algoritmo apropriado discutido abaixo, pode-se fazer as leituras da agulha do medidor mais precisamente indicativa das mudanças na resistência corporal monitorada. Por exemplo, não línearídades no relacionamento podem ser modeladas para produzir uma leitura que foi anteriormente deixada escapar porque um relacionamento linear havia sido suposto quando o relacionamento entre a movimentação da agulha e a mudança na resistência corporal não ê linear por toda a faixa ΤΛ. Ademais, foi verificado que é bem mais difícil colocar a agulha em SET em valores TA mais altos, e reter a agulha dentro da faixa exposta pelo medidor nos valores TA mais altos do que a valores TA mais baixos. 0 resultado foi uma diminuição na capacidade de utilização em valores TA altos e baixos. Portanto, é altamente desejável isolar os ajustes de sensibilidade dos ajustes de faixa, que foi feito conforme descrito acima. Ademais, é altamente desejável diminuir automaticamente a sensibilidade em valores TA mais altos, e aumentar automaticamente a sensibilidade em valores TA baixos para aumentar a capacidade de utilização geral do dispositivo. [048] Assim, o processador central 400 fornece um fator de ganho de correção automática para i sinal de acionamento do medidor para o fim de aumentar substancialmente ou eliminar a possibilidade de leituras mascaradas e falsas através da faixa utilizável de valores TA. Os fatores de ganho preferidos são: [049] Consequentemente, o valor acionador da agulha enviado pela CPU 400 para o conversor digital-analógico é primeiro multiplicado pelo apropriado dos três fatores de ganho acima, de acordo com o valor TA aplicado pelo codificador óptico ao pino 36 do processador 400, antes de ser aplicado ao conversor, Um codificador óptico é utilizado porque ele não é sensível à temperatura, não possui os contatos móveis 1imitativos da vida útil de um potenciômetro que sofrem de desgaste por atrito, e produz um valor digital altamente preciso que pode ser utilizado pela CPU sem a conversão analógico-digital, [050] A Figura 6 é uma representação em diagrama de blocos do circuito· de ajustamento de sensibilidade utilizado pelo dispositivo de acordo com a invenção. A CPU 400, {preferivelmente uma M30624FGAQFP da Mitsubishi Electric e ilustrada na Figura 5), recebe um primeiro sinal de sensibilidade nos pinos 52-54 e 74 indicativo do botão selecionado da faixa de sensibilidade alta, média e baixa dos botões 28a-c {Figura 1), e um segundo sinal de sensibilidade no pino 93 indicativo da fixação do botão de sensibilidade 26 {Figura 1). [051] A CPU 400 sente quais dos três botões de faixa de sensibilidade 28a-c foi pressionado nos pinos 52, 53, 54 e 73. Os botões de sensibilidade 28a-c, junto com os outros botões ilustrados na Figura 1, são parte de uma matriz de circuito eletrônico em que cada botão é servido por um par singular de condutores formando conceitualmente as linhas e colunas da matriz. 0 pressionamento do botão muda o nivel de lógica do par de condutores associados ao botão, e ativação daquele par é detectado pelo processador. Por exemplo, três botões de faixa de sensibilidade estão todos associados à linha 1 da matriz, e o pressionamento de qualquer um desses botões muda, assim, o nivel lógico do condutor associado à linha 1, que é monitorado pelo pino 74 da CPU 400 . O botão de faixa de sensibilidade alta 26a é designado um endereço de matriz da coluna 1, e o condutor associado à coluna 1 da matriz sofre, de acordo, uma mudança de nivel lógico quando aquele botão é pressionado, que é detectado pelo pino 54 da CPU. [052] Assim, a CPU amplifica digitalmente o sinal de acionamento do medidor por um fator de 100 porque ela detectou os sinais de nivel lógico apropriado nos pinos 54 e 74. Como foi descrito anteriormente, a fixação de alta sensibilidade fornece um ganho de (9,5)2, enquanto os botões de sensibilidade média e baixa fornecem ganhos de 9,5 e 1, respectivamente. [053] Da mesma forma, o botão de faixa de sensibilidade média 2 6b e o botão de faixa de sensibilidade baixa 2 6c, são respectivamente designados os endereços de coluna 2 e 3, e os condutores associados a essas colunas são respectivamente monitorados pelos pinos 52 e 53 da CPU. Aqueles habilitados na tecnologia reconhecerão que a utilização da amplificação digital elimina a amplificação indesejada de ruido que acompanharia a amplificação do valor de um sinal analógico, tornando pequenas mudanças na resistência corporal mais visualmente perceptíveis com o dispositivo em tela. [054] O sinal de posição do botão de sensibilidade 532 é aplicado ao pino 93 da CPU 400, onde ele é internamente acoplado a um conversor analógico-digital que produz um valor digital indicativo da fixação do botão. Como é ilustrado na Figura 6, o botão de sensibilidade é mecanicamente acoplado ao limpador 526A de um potenciômetro 526 que é acoplado de modo serial entre um resistor de 10K 530 e um resistor de 10K 532 em circuito entre a voltagem fonte CC VDD e o terra GND. O resistor 530, o potenciômetro 526 e o resistor 532 formam uma rede divisora de voltagem. O sinal de posição do botão de sensibilidade 532 é, assim, um sinal de nível CC que aumenta à medida que o botão é girado no sentido do relógio e o limpador desloca-se para longe do terra. [055] Os valores não ajustados nominais para as fixações de sensibilidade são entrados no processador durante a calibragem na fábrica quando o dispositivo é manufaturado.

Circuito Acionador do Medidor: [056] A Figura 7 é uma ilustração em diagrama de blocos do circuito acionador do medidor preferido utilizado em um dispositivo construído de acordo com a invenção. [057] Os sinais de saída do processador 400 tomados nos pinos 40 e 42-45 são acoplados a um conversor digital-analógico 602. O sinal de saída analógico 604 do conversor 602 é preferivelmente acoplado a um circuito de controle 606 que compensa pela variação balística dos movimentos do medidor de um dispositivo para outro. 0 circuito de controle 606 compreende um amplificador operacional 608 que recebe a saida do conversor digital-analógico 602 na forma de uma entrada 'chip select', uma entrada 'clock', uma entrada 'data', uma entrada 'load' e uma entrada 'clear' nos pinos 2, 3, 4, 5, 6, respectivamente. Quando o conversor 602 recebe o sinal 'select' apropriado no pino 2, ele permite que os dados digitais no pino 4 sejam controlados a uma taxa determinada pelo pulso do relógio no pino 3. O sinal de saida analógico 604 resultante é produzido no pino 8 e aplicado a um circuito acionador de corrente 606 que aciona a agulha do medidor eletromagneticamente através da espiral do medidor 614. [058] O circuito acionador de corrente 606 compreende um amplificador operacional 608, que recebe o sinal de saida analógico 604 na sua entrada não inversora. A saida do amplificador operacional 608 é parcialmente alimentado de volta a sua entrada inversora em um grau controlado por um potenciômetro digital 610 no laço de retro-alimentação cuja resistência é fixada por dados recebidos nos pinos 1, 2 do processador 400. O potenciômetro digital 610 é ajustado durante o processo de montagem para fornecer uma quantidade desejada de abafamento do medidor, e os valores aplicados pela CPU preservam essa característica de abafamento. [059] A espiral do medidor 614 é desviada por um FET óptico 612 que fornece um curto circuito através da espiral do medidor quando o dispositivo é desligado. Assim, o FET óptico impede corrente eletromagneticamente induzida na espiral do medidor surgida de sacudidas do medidor enquanto o· dispositivo está desligado que causam o movimento da agulha fora da escala e repentino que podería danificar a agulha. [060] Durante o processo de calibragem de fábrica, o processador opera sob controle de programa para expor consultas no dispositivo exibidor LCD 20 {Figura 1) de modo que o técnico primeiro desloca a agulha do medidor para a extrema esquerda utilizando os botões 22B, 22C. 0 técnico é instruído a pressiona o botão ' select' 22A quando- a agulha do medidor cobrir ο 'Τ' mais à esquerda do medidor, 0 técnico é então instruído a deslocar a agulha do medidor para a direita utilizando os botões 22B, 22C até a agulha estar em SET, e depois acionar o botão 'select' 22A. Em ambos os casos, o valor do sinal em cada extremidade do percurso é então utilizado pelo processador para calcular os volts/*T* necessários para ter a agulha deslocar-se para a posição desejada, Recurso de Gravação e de Reprodução: [061] De acordo com ainda outro recurso do dispositivo, valores digitais que representam o valor TA, sensibilidade, e resistência corporal, em todas, ou em selecionadas, instâncias de tempo durante o processo de auditagem podem ser emitidos para um computador pessoal ou outro dispositivo de armazenamento através de uma porta RS232 ou outra interface conveniente. Na prática, esses valores foram satisfatoriamente medidos e armazenados a uma velocidade de 120 Hz como um valor de resistência de ponto flutuante de 32 bits, um valor de sensibilidade de 16 bits e um valor de tom de 16 bit. Posteriormente, esses registros arquivados podem ser entrados de volta dentro da unidade de processamento central do· dispositivo para demonstração do dispositivo, para fins de ensino ou revisão dos registros. Na verdade, o dispositivo responde o mesmo quer os valores estão sendo produzidos em tempo real pela auditagem de um corpo vivo ou ao receber os valores de um computador pessoal ou outro dispositivo de armazenamento.

Ajuste de TA Remoto: [062] Outro recurso do dispositivo· 10 é sua capacidade preferida de utilizar a entrada de um codificador óptico TA remoto· de modo que o operador pode operar com conforto o dispositivo 10 e fazer ajustes apropriados sem distrair o sujeito auditado. O codificador óptico TA remoto é acoplado eletricamente aos pinos 29 e 30 da CPU 400 para comunicar com a CPU da mesma maneira que o codificador acoplado ao botão 24 na armação {Figura 1). Quando a CPU sente um sinal nos pinos 29, ela desativa o codificador óptico controlado pelo botão TA 24 ao transmitir um sinal apropriado para aquele codificador do pino 35. O codificador TA remoto dai em diante fornece o valor de faixa para o processador até ser desativado pelo operador. [063] Embora a descrição anterior inclui detalhes que permitirão aqueles habilitados na tecnologia praticarem a invenção, deve ser reconhecido que a descrição é de natureza ilustrativo e que muitas modificações e variações serão aparentes para aqueles habilitados na tecnologia tendo o beneficio desses ensinamentos. Assim, pretende-se que a invenção aqui apresentada seja definida unicamente pelas reivindicações aqui apensas e que as reivindicações sejam interpretadas tão amplamente quanto permitido à luz da tecnologia anterior.

Claims (12)

1. Dispositivo (10) para indicar mudanças na resistência de um corpo vivo compreendendo: um circuito medidor de resistência tendo contatos externos para medir a resistência de um corpo vivo através dos contatos externos; meio amplificador (110) para produzir um sinal de medição analógico indicativo da resistência do corpo medida; uma unidade de processamento digital (400) para digitalizar e processar digitalmente o sinal de medição analógico para substancialmente compensar os efeitos da idade, tolerâncias e temperatura do componente na precisão do sinal de medição; e meio indicador reativo ao sinal de medição processado para expor indícios visualmente percebidos representativos de mudanças na resistência corporal medida, a unidade de processamento digital (400) incluindo: meios para substituir uma pluralidade de valores de resistência elétrica para medir através do meio amplificador (110) no lugar de uma resistência corporal, a dita pluralidade simulando uma pluralidade de valores de resistência corporal; meios (120a) para digitalizar e armazenar na memória a pluralidade de valores de sinal de medição correspondentes à pluralidade de valores de resistência corporal simulados; o dispositivo compreendendo ainda meios manualmente posicionáveis (24) operáveis pelo usuário para ajustar um valor base; e meios para subtrair o valor base ajustado de cada valor amostrado para obter o sinal de medição; o dispositivo caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento digital (400) ainda inclui: meios para interpolar entre os valores do sinal de medição obtidos para os valores de resistência corporal simulados para quantificar os valores de sinal de medição esperados para uma pluralidade de valores de resistência corporal adicionais; meios para formar e armazenar uma tabela que relaciona valores de sinal de medição esperados aos respectivos valores de resistência corporal com base na dita interpolação; meios para subtrair o valor da resistência elétrica do corpo monitorado de um valor de sinal de medição esperado armazenado que depende da posição dos meios manualmente posicionáveis (24) para produzir um sinal de medição ajustado como o sinal de medição processado para o meio indicador; e meios de ajustamento da sensibilidade incluindo meios para multiplicar o sinal de medição processado por um fator de ganho que depende da posição dos meios manualmente posicionáveis (24) sem afetar a operação dos meios para subtrair, e para aplicação do resultado para os meios indicadores.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os meios de substituição incluírem um multiplexador (102) reativo a uma pluralidade de valores de sinal de seleção para colocar um respectivo um de uma pluralidade de resistores elétricos (21,22,23) no circuito de medição de resistência.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os meios de substituição incluírem um multiplexador (102) reativo a uma pluralidade de valores de sinal de seleção para colocar um respectivo um de uma pluralidade de resistores elétricos (21,22,23) no circuito medidor de resistência em vez dos contatos externos.

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os meios de substituição incluírem um multiplexador (102) reativo a uma pluralidade de valores de sinal de seleção para colocar respectivamente um componente no circuito de medição de resistência selecionado do grupo que consiste de (1) os contatos externos e (2) um respectivo um de uma pluralidade de resistores elétricos (21,22,23).

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir meios para ativar automaticamente os meios de substituição quando da energização do dispositivo (10) para formar e armazenar uma tabela relacionando valores de sinal de medição esperados por respectivos valores de resistência corporal com base na dita interpolação.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir meios de codificador óptico acoplados aos meios manualmente posicionáveis para produzir o valor base como uma função da posição dos meios manualmente posicionáveis (24).

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o meio manualmente posicionável consistir de um botão rotacionável manualmente (24), e o codificador óptico incluir uma haste rotacionável acoplada ao dito botão (24) e meios para produzir um sinal de saída digital indicativa da posição da haste.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação ?, caracterizado pelo fato de incluir meios para ajustar a magnitude do sinal de saída digital do codificador de salda óptica antes da subtração da resistência elétrica do corpo monitorado em concordância substancial com a equação; onde TA é a posição de escala dos meios manualmente posicionaveis (24), e RTA é o valor do sinal de saída.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ser configurado para aplicar um fator de ganho de 1 quando a posição de escala (TA) dos meios manualmente posicionáveis (24) for maior do que ou igual a 2,0 e menor do que ou igual a 5,5.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6 ou 9, caracterizado pelo fato de ser configurado para aplicar um primeiro fator de ganho determinado de acordo com a equação: onde, onde a posição de escala (TA) dos meios manualmente posicionáveis (24) é menor que 2,0.

11. Dispositivo, de acordo com as reivindicações 6, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de ser configurado para aplicar um fator de ganho determinado em acordo com a equação: onde, onde a posição de escala (TA) dos meios manualmente posicionáveis (24) é maior que 5,5.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos meios de ajustamento da sensibilidade incluí rem meios (2 6,28a-c, 400, 524, 525, 526) para aplicar um primeiro ganho não-linear como um fator de ganho quando o valor base selecionado corresponde a um valor de resistência corporal de menos de substancialmente 5 K-ohms, um segundo ganho não-linear quando o valor base selecionado corresponde a um valor de resistência corporal de mais de substancialmente 100 K-ohms, e um terceiro ganho de valor substancialmente constante quando o valor base selecionado corresponde a um valor de resistência corporal entre os ditos dois valores de resistência corporal, o dito primeiro ganho não-linear sendo· maior do que o dito valor constante e aumentando com o· valor de base decrescendo, o dito segundo ganho nào-linear sendo menor do que o dito valor constante e diminuindo· com o aumento do valor base.