CN107561147B - 一种血糖仪电流的检测电路、校准方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血糖仪电流的检测电路，包括：运算放大器、反馈电阻、电压检测装置、预设数量的电极接口及每个电极接口各自对应的同时闭合或断开第一模拟开关和第二模拟开关；发明通过每个电极接口各自对应的同时闭合或断开第一模拟开关和第二模拟开关，在任一电极接口对应第一模拟开关和第二模拟开关同时闭合时，根据运放的工作原理可知第一模拟开关不会有电流流过，即不存在分压影响，避免了模拟开关的导通电阻产生的分压影响。此外，本发明还公开了一种血糖仪电流的校准方法及装置，同样具有上述有益效果。

Description

一种血糖仪电流的检测电路、校准方法及装置

技术领域

本发明涉及电路技术领域，特别涉及一种血糖仪电流的检测电路、校准方法及装置。

背景技术

随着现代社会科技的发展，血糖仪产品得到了人们的广泛应用，如，医用血糖仪产品和家用血糖仪产品。这些血糖仪产品往往通过测量血糖试条的电流信号采用运放实现电流—电压转换。

现有技术中，对多电极血糖试条的测量需要多个电路实现，或通过模拟开关切换实现。而通过模拟开关切换实现对多电极血糖试条的测量，由于模拟开关的导通电阻会产生分压影响，且实际生产难以校准，而导通电阻低的模拟开关价格昂贵，如图1中的3路电极测试所示，分别测试多电极血糖试条中的i1、i2和i3时，由于各自对应的模拟开关S1、S2或S3的导通电阻在闭合时会分压，因此B、C、D点电压不等于A，因此只能逐一校准。如果模拟开关非常多的话，这个校准过程非常繁杂，另一种办法是选用导通电阻很低的模拟开关来忽略分压影响，但价格非常昂贵。因此，如何在利用模拟开关切换实现对多电极血糖试条测量时，避免模拟开关的导通电阻产生的分压影响，是现今急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种血糖仪电流的检测电路、校准方法及装置，以避免模拟开关的导通电阻产生的分压影响。

为解决上述技术问题，本发明提供一种血糖仪电流的检测电路，包括：运算放大器、反馈电阻、电压检测装置、预设数量的电极接口及每个电极接口各自对应的同时闭合或断开第一模拟开关和第二模拟开关；

其中，所述运算放大器的同相输入端与输入电压的输出端相连，所述运算放大器的反相输入端与每个电极接口对应的第一模拟开关的第一端相连，所述运算放大器的输出端与所述反馈电阻的第一端相连其公共端与所述电压检测装置的同相输入端相连，所述电压检测装置的反相输入端与所述反馈电阻的第二端相连其公共端与每个电极接口对应的第二模拟开关的第一端相连，每个电极接口与各自对应的第一模拟开关的第二端和第二模拟开关的第二端相连的公共端相连。

可选的，所述电压检测装置具体为差分模拟数字转换器。

可选的，所述输入电压的输出端具体为数模转换器的输出端。

本发明还提供了一种血糖仪电流的校准方法，基于如上述任一项所述的血糖仪电流的检测电路，包括：

获取每个电极接口的真实电压值，及校准电阻接入一个预设电极接口且所述预设接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关闭合时，电压检测装置输出的校准值和所述校准电阻的校准电阻值；其中，所述校准电阻的第一端与所述预设电极接口相连，所述校准电阻的第二端接地；

根据所述真实电压值、所述校准值和所述校准电阻值，计算所述电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值。

可选的，所述根据所述真实电压值、所述校准值和所述校准电阻值，计算所述电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值之前，还包括：

接收所述电压检测装置输出的所述实际测量值；其中，所述实际测量值为与血糖试条相连的电极接口中的一个电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关同时闭合，且其他电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关均同时断开时，所述电压检测装置检测出的数值。

可选的，所述根据所述真实电压值、所述校准值和所述校准电阻值，计算所述电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值，包括：

当所述电压检测装置为差分模拟数字转换器时，利用

获取所述实际电流值；其中，i为所述实际电流值，N为所述实际测量值，Nr为所述校准值，Vr为所述真实电压值，Rc为所述校准电阻值。

此外，本发明还提供了一种血糖仪电流的校准装置，基于如上述任一项所述的血糖仪电流的检测电路，包括：

获取模块，用于获取每个电极接口的真实电压值，及校准电阻接入一个预设电极接口且所述预设接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关闭合时，电压检测装置输出的校准值和所述校准电阻的校准电阻值；其中，所述校准电阻的第一端与所述预设电极接口相连，所述校准电阻的第二端接地；

计算模块，用于根据所述真实电压值、所述校准值和所述校准电阻值，计算所述电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值。

可选的，该装置还包括：

接收模块，用于接收所述电压检测装置输出的所述实际测量值；其中，所述实际测量值为与血糖试条相连的电极接口中的一个电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关同时闭合，且其他电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关均同时断开时，所述电压检测装置检测出的数值。

可选的，所述计算模块，包括：

计算子模块，用于当所述电压检测装置为差分模拟数字转换器时，利用

获取所述实际电流值；其中，i为所述实际电流值，N为所述实际测量值，Nr为所述校准值，Vr为所述真实电压值，Rc为所述校准电阻值。

本发明所提供的一种血糖仪电流的检测电路，包括：运算放大器、反馈电阻、电压检测装置、预设数量的电极接口及每个电极接口各自对应的同时闭合或断开第一模拟开关和第二模拟开关；其中，运算放大器的同相输入端与输入电压的输出端相连，运算放大器的反相输入端与每个电极接口对应的第一模拟开关的第一端相连，运算放大器的输出端与反馈电阻的第一端相连其公共端与电压检测装置的同相输入端相连，电压检测装置的反相输入端与反馈电阻的第二端相连其公共端与每个电极接口对应的第二模拟开关的第一端相连，每个电极接口与各自对应的第一模拟开关的第二端和第二模拟开关的第二端相连的公共端相连；

可见，本发明通过每个电极接口各自对应的同时闭合或断开第一模拟开关和第二模拟开关，在任一电极接口对应第一模拟开关和第二模拟开关同时闭合时，根据运放的工作原理可知第一模拟开关不会有电流流过，即不存在分压影响，避免了模拟开关的导通电阻产生的分压影响。此外，本发明还提供了一种血糖仪电流的校准方法及装置，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的血糖仪电流检测电路的电路图；

图2为本发明实施例所提供的一种血糖仪电流的检测电路的电路图；

图3为本发明实施例所提供的一种血糖仪电流的检测电路的电路示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种血糖仪电流的校准方法的流程图；

图5为本发明实施例所提供的一种血糖仪电流的检测电路的校准示意图；

图6为本发明实施例所提供的一种血糖仪电流的检测电路的测量示意图；

图7为本发明实施例所提供的一种血糖仪电流的校准装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种血糖仪电流的检测电路的电路图；该电路可以包括：运算放大器10、反馈电阻20、电压检测装置30、预设数量的电极接口40及每个电极接口40各自对应的同时闭合或断开第一模拟开关50和第二模拟开关60；

其中，运算放大器10的同相输入端与输入电压的输出端相连，运算放大器10的反相输入端与每个电极接口40对应的第一模拟开关50的第一端相连，运算放大器10的输出端与反馈电阻20的第一端相连其公共端与电压检测装置30的同相输入端相连，电压检测装置30的反相输入端与反馈电阻20的第二端相连其公共端与每个电极接口40对应的第二模拟开关60的第一端相连，每个电极接口40与各自对应的第一模拟开关50的第二端和第二模拟开关60 的第二端相连的公共端相连。

可以理解的是，本实施例中的电极接口40的数量，也就是，预设数量的具体数值，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如检测如图1 所示的3路电极的血糖试条的电流时，可以设置3个电极接口40，也就是预设数量为3。本实施例对此不做任何限制。

对应的，本实施例中的每个电极接口40各自对应的同时闭合或断开第一模拟开关50和第二模拟开关60的数量，分别与电极接口40的数量对应，如设置3个电极接口40时，同时应该设置3个第一模拟开关50和3个第二模拟开关60，每个电极接口40对应1个第一模拟开关50和1个第二模拟开关 60。实际测量时，每个电极接口40对应的1个第一模拟开关50和1个第二模拟开关60可以为一组模拟开关，每组模拟开关均同时闭合或断开。一组模拟开关同时闭合测量对应的电极接口40连接的电极的电流时，其他组模拟开关均断开。

具体的，本实施例所提供的检测电路可以如图3所示，运算放大器10(U1) 同相输入端连接输入电压Vi，输入电压Vi可通过单片机内部的数模转换器 (DAC)提供，反向输入端连接S1、S3和S5三个第一模拟开关50，其中A、 B和C点为三个血糖试条的电极接口40，S2、S4和S6三个第二模拟开关60 与运算放大器10的输出端之间连接反馈电阻20(Rf)实现电流—电压转换，运算放大器10的输出电压Vo即为转换后的待测信号，反馈电阻20两端连接一个电压检测装置30(差分模数转换器，ADC)进行采集。

其中，S1和S2、S3和S4及S5和S6分别为A、B和C点的3个电极接口40各自对应的3组模拟开关，每组2个模拟开关均同时断开或闭合，以测量i1为例：闭合S1和S2，断开其余4个模拟开关，此时A点电压为Va，同理在测量i2、i3时，B、C点电压分别为Vb、Vc，而此电路中由于S1、S3、 S5在闭合后，根据运放的工作原理可知均不会有电流流过，即不存在分压影响，因此可得Va＝Vb＝Vc，消除了传统电路的模拟开关分压影响。并且，由于ADC采用的是差分型ADC，采集Rf两端电压，可实现校准后的基准电压的精度不影响实际测量结果。

需要说明的是，图3是以3路电极测试为例，进行的展示，对于单路电极测试或其他多路电极测试的具体电路图，可以通过改变电极接口40及对应的第一模拟开关50和第二模拟开关60的数量，利用与图3相似的方式进行设置，本实施例对此不做任何限制。本实施例中的运算放大器10的同相输入端连接的输入电压的输出端，可以如图3所示，利用数模转换器(DAC)提供输入电压，也可以利用其它装置提供输入电压，本实施例对此同样不做任何限制。

具体的，本实施例中的电压检测装置30可以为采集反馈电阻20两端的电压对应的数据的装置。对于电压检测装置30的具体设置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，可以如图3所示，将电压检测装置30设置为差分模数转换器(ADC)，采集反馈电阻20两端的电压对应的数值；也可以为如直接采集反馈电阻20两端的电压值的其他装置，本实施例对此不做任何限制。

本实施例中，本发明实施例通过每个电极接口40各自对应的同时闭合或断开第一模拟开关50和第二模拟开关60，在任一电极接口40对应第一模拟开关50和第二模拟开关60同时闭合时，根据运放的工作原理可知第一模拟开关50不会有电流流过，即不存在分压影响，避免了模拟开关的导通电阻产生的分压影响。

请参考图4，图4为本发明实施例所提供的一种血糖仪电流的校准方法的流程图。该方法基于如上述实施例所提供的血糖仪电流的检测电路，包括：

步骤101：获取每个电极接口的真实电压值，及校准电阻接入一个预设电极接口且预设接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关闭合时，电压检测装置输出的校准值和校准电阻的校准电阻值。

其中，校准电阻的第一端与预设电极接口相连，校准电阻的第二端接地。

可以理解的是，本步骤中获取的真实电压值、校准值和校准电阻值，可以为与血糖仪电流的检测电路的电压检测装置的输出相连的处理器(数据处理装置)从存储端获取的数据，以方便实时测量时，处理器可以快速获取真实电压值、校准值和校准电阻值。

对应的，本实施例所提供的方法还可以包括将真实电压值、校准值和校准电阻值存储到存储端的步骤，如以图3所示的A点的电极接口为例，闭合 A点的电极接口对应的第一模拟开关(S1)和第二模拟开关(S2)，根据运放“虚短虚断原理”，运放U1反向输入端电压Vr＝Vi，当闭合模拟开关S1后，电压输出到A点，可以测量A点真实电压值Vr并存储到存储端。

如图5所示，图3所示的A点的电极接口接入一个用于校准的校准电阻，校准电阻另一端接地，可以测量该校准电阻的校准电阻值Rc并存储到存储端，然后闭合S1和S2，启动ADC采集数据，ADC输出的校准值Nr并存储到存储端，则有：

Rf两端电压：Vo–Vf＝Nr*Vref/2^B-1

令k＝Vref/2^B-1，则有Vo–Vf＝Nr*k

流过反馈电阻Rf的电流：i_f＝i_c＝Vr/Rc

得到Rf＝(Vo–Vr)/i_f＝Nr*k*Rc/Vr

其中，Vref为ADC的基准电压，B为ADC的位数。

步骤102：根据真实电压值、校准值和校准电阻值，计算电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值。

其中，本步骤中的实际测量值可以为处理器接收的电压检测装置输出的数值，如图6所示，图3所示的A点的电极接口接入血糖试条的电极时，闭合S1和S2，可以启动ADC采样，得到实际测量值N。也就是说，本步骤之前，还可以包括接收电压检测装置输出的实际测量值的步骤。其中，实际测量值为与血糖试条相连的电极接口中的一个电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关同时闭合，且其他电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关均同时断开时，电压检测装置检测出的数值。

可以理解的是，本步骤中的计算电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值的具体过程，当电压检测装置为差分模拟数字转换器时，可以利用

获取实际电流值；其中，i为实际电流值，N为实际测量值，Nr 为校准值，Vr为真实电压值，Rc为校准电阻值。若电压检测装置不为差分模拟数字转换器，也可以采用相似的方式得到实际电流值，本实施例对此不做任何限制。

具体的，如图6所示，测量血糖试条(Blood)上的电流i时，闭合S1和 S2，启动ADC采样，可以得到实际测量值N。

此时，Rf两端电压：Vo–Vf＝N*Vref/2^B-1

则

本实施例中，本发明实施例通过根据真实电压值、校准值和校准电阻值，计算电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值，可以在避免模拟开关的导通电阻产生的分压影响的情况下，便捷的获取实际测量值对应的校准后的实际电流值。

请参考图7，图7为本发明实施例所提供的一种血糖仪电流的校准装置的结构图。该装置基于如上述实施例所提供的血糖仪电流的检测电路，包括：

获取模块100，用于获取每个电极接口的真实电压值，及校准电阻接入一个预设电极接口且预设接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关闭合时，电压检测装置输出的校准值和校准电阻的校准电阻值；其中，校准电阻的第一端与预设电极接口相连，校准电阻的第二端接地；

计算模块200，用于根据真实电压值、校准值和校准电阻值，计算电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值。

可选的，该装置还可以包括：

接收模块，用于接收电压检测装置输出的实际测量值；其中，实际测量值为与血糖试条相连的电极接口中的一个电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关同时闭合，且其他电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关均同时断开时，电压检测装置检测出的数值。

可选的，计算模块200，可以包括：

计算子模块，用于当电压检测装置为差分模拟数字转换器时，利用

获取实际电流值；其中，i为实际电流值，N为实际测量值，Nr 为校准值，Vr为真实电压值，Rc为校准电阻值。

本实施例中，本发明实施例通过计算模块200根据真实电压值、校准值和校准电阻值，计算电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值，可以在避免模拟开关的导通电阻产生的分压影响的情况下，便捷的获取实际测量值对应的校准后的实际电流值。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的血糖仪电流的检测电路、校准方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种血糖仪电流的检测电路，其特征在于，包括：运算放大器、反馈电阻、电压检测装置、预设数量的电极接口及每个电极接口各自对应的同时闭合或断开第一模拟开关和第二模拟开关；

其中，所述运算放大器的同相输入端与输入电压的输出端相连，所述运算放大器的反相输入端与每个电极接口对应的第一模拟开关的第一端相连，所述运算放大器的输出端与所述反馈电阻的第一端相连，所述运算放大器的输出端与所述反馈电阻的第一端相连的公共端与所述电压检测装置的同相输入端相连，所述电压检测装置的反相输入端与所述反馈电阻的第二端相连，所述电压检测装置的反相输入端与所述反馈电阻的第二端相连的公共端与每个电极接口对应的第二模拟开关的第一端相连，每个电极接口与各自对应的第一模拟开关的第二端和第二模拟开关的第二端相连的公共端相连。

2.根据权利要求1所述的血糖仪电流的检测电路，其特征在于，所述电压检测装置具体为差分模拟数字转换器。

3.根据权利要求2所述的血糖仪电流的检测电路，其特征在于，所述输入电压的输出端具体为数模转换器的输出端。

4.一种血糖仪电流的校准方法，其特征在于，基于如权利要求1至3任一项所述的血糖仪电流的检测电路，包括：

获取每个电极接口的真实电压值，及校准电阻接入一个预设电极接口且所述预设接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关闭合时，电压检测装置输出的校准值和所述校准电阻的校准电阻值；其中，所述校准电阻的第一端与所述预设电极接口相连，所述校准电阻的第二端接地；

根据所述真实电压值、所述校准值和所述校准电阻值，计算所述电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值。

5.根据权利要求4所述的血糖仪电流的校准方法，其特征在于，所述根据所述真实电压值、所述校准值和所述校准电阻值，计算所述电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值之前，还包括：

接收所述电压检测装置输出的所述实际测量值；其中，所述实际测量值为与血糖试条相连的电极接口中的一个电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关同时闭合，且其他电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关均同时断开时，所述电压检测装置检测出的数值。

6.根据权利要求5所述的血糖仪电流的校准方法，其特征在于，所述根据所述真实电压值、所述校准值和所述校准电阻值，计算所述电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值，包括：

当所述电压检测装置为差分模拟数字转换器时，利用获取所述实际电流值；其中，i为所述实际电流值，N为所述实际测量值，Nr为所述校准值，Vr为所述真实电压值，Rc为所述校准电阻值。

7.一种血糖仪电流的校准装置，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的血糖仪电流的检测电路，还包括：

获取模块，用于获取每个电极接口的真实电压值，及校准电阻接入一个预设电极接口且所述预设接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关闭合时，电压检测装置输出的校准值和所述校准电阻的校准电阻值；其中，所述校准电阻的第一端与所述预设电极接口相连，所述校准电阻的第二端接地；

计算模块，用于根据所述真实电压值、所述校准值和所述校准电阻值，计算所述电压检测装置输出的实际测量值对应的实际电流值。

8.根据权利要求7所述的血糖仪电流的校准装置，其特征在于，还包括：

接收模块，用于接收所述电压检测装置输出的所述实际测量值；其中，所述实际测量值为与血糖试条相连的电极接口中的一个电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关同时闭合，且其他电极接口对应的第一模拟开关和第二模拟开关均同时断开时，所述电压检测装置检测出的数值。

9.根据权利要求8所述的血糖仪电流的校准装置，其特征在于，所述计算模块，包括：

计算子模块，用于当所述电压检测装置为差分模拟数字转换器时，利用

获取所述实际电流值；其中，i为所述实际电流值，N为所述实际测量值，Nr为所述校准值，Vr为所述真实电压值，Rc为所述校准电阻值。

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