CN112505315B - 可编程血糖仪自动测试校准装置及校准方法 - Google Patents

可编程血糖仪自动测试校准装置及校准方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可编程血糖仪自动测试校准装置及校准方法，所述装置包含单片机、插条测试电路和测位测试电路；插条测试电路和测位测试电路均与分别与单片机的IO口相连；插条测试电路通过内设的插条线与血糖仪的插条线相连，通过内设的特殊接地线与血糖仪的接地线相连，用于根据单片机IO口输出的控制信号控制电磁机械开关使插条测试电路内插条线与特殊接地线导通，模拟血糖仪完成插条开机动作；测位测试电路通过串联有预设电阻的测位线与血糖仪的测位线相连，通过内设的特殊接地线与血糖仪的接地线相连，用于根据单片机IO口输出的控制信号控制电磁机械开关使测位测试电路内测位线与特殊接地线导通，进行血糖仪精准度测量。

Description

可编程血糖仪自动测试校准装置及校准方法
技术领域
本发明涉及设备检测领域，尤指一种可编程血糖仪自动测试校准装置及校准方法。
背景技术
血糖仪出厂前需对血糖仪的准确度进行测试验证，使用电阻进行验证可以更好的表现出血糖仪的准确度，故目前血糖仪在出厂前均需人工或模拟开关进行不同值的电阻测量。
现有技术中对血糖仪的检测主要采用人工进行电阻测量或采用模拟开关进行电阻测量；采用该种方式，效率低下，人工成本高；对外界干扰较敏感，及测量准确度精度偏差稍大。
发明内容
本发明目的在于一种可编程血糖仪自动测试校准装置及校准方法，使用电磁机械开关替代人工或模拟开关进行阻值测量。
为达上述目的，本发明所提供的可编程血糖仪自动测试校准装置包含：单片机、插条测试电路和一条或多条测位测试电路；所述插条测试电路和所述测位测试电路均与分别与所述单片机的IO口相连；所述插条测试电路通过内设的插条线与血糖仪的插条线相连，通过内设的特殊接地线与血糖仪的接地线相连，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制电磁机械开关使所述插条测试电路内插条线与所述特殊接地线导通，模拟血糖仪完成插条开机动作；所述测位测试电路通过串联有预设电阻的测位线与血糖仪的测位线相连，通过内设的特殊接地线与血糖仪的接地线相连，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制电磁机械开关使所述测位测试电路内测位线与所述特殊接地线导通，进行血糖仪精准度测量。
在上述可编程血糖仪自动测试校准装置中，优选的，所述插条测试电路包含第一控制模块、电磁机械开关、续流二极管、插条线和特殊接地线；所述电磁机械开关包含电磁组件和活动开关；所述电磁组件和所述续流二极管并联，且所述续流二极管的负极和所述电磁组件的输入端接入电源供应接口；所述第一控制模块一端与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，另一端接地，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制所述电磁组件通断电；所述活动开关设置于所述插条线和所述特殊接地线之间，用于在所述电磁组件通电状态下控制所述插条线和所述特殊接地线导通。
在上述可编程血糖仪自动测试校准装置中，优选的，所述第一控制模块为三极管和第一阻值电阻；所述三极管的集电极与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，所述三极管的基极与所述第一阻值电阻串联后和所述单片机的IO口相连，所述三极管的发射极接地。
在上述可编程血糖仪自动测试校准装置中，优选的，所述测位测试电路包含第二控制模块电磁机械开关、续流二极管、调整阻值电阻、测位线和特殊接地线；所述电磁机械开关包含电磁组件和活动开关；所述电磁组件和所述续流二极管并联，且所述续流二极管的负极和所述电磁组件的输入端接入电源供应接口；所述第二控制模块一端与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，另一端接地，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制所述电磁组件通断电；所述活动开关设置于所述测位线和所述特殊接地线之间，用于在所述电磁组件通电状态下控制所述插条线和所述特殊接地线导通；所述调整阻值电阻串联在所述测位线和所述活动开关之间。
在上述可编程血糖仪自动测试校准装置中，优选的，所述第二控制模块为三极管和第二阻值电阻；所述三极管的集电极与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，所述三极管的基极与所述第二阻值电阻串联后和所述单片机的IO口相连，所述三极管的发射极接地。
在上述可编程血糖仪自动测试校准装置中，优选的，所述开关包含电磁组件和所述活动开关之间物理隔离。
本发明还提供一种适用于上述的可编程血糖仪自动测试校准装置的校准方法，所述方法包含：根据血糖仪的测试需求，通过单片机生成预设的开机信号和控制信号；将所述开机信号通过IO口输出至所述插条测试电路，通过所述插条测试电路内的电磁机械开关导通，使相连的血糖仪检测到低电平信号进行插条开机状态；将所述控制信号通过IO口输出至对应的所述测位测试电路，通过所述测位测试电路内的电磁机械开关导通，使相连的血糖仪根据检测到的电流变化生成测试值；将所述测试值与预设值比较，获得血糖仪精准度测试结果。
在上述校准方法中，优选的，将所述控制信号通过IO口输出至对应的所述测位测试电路还包含：当所述控制信号包含多个不同阻值的控制指令时，将所述控制指令通过不同的IO口输出至对应的所述测位测试电路。
本发明的有益技术效果在于：解决血糖仪出厂测试时人工测量的费时费力问题，使用模拟开关测量电阻条时造成的准确度偏差稍大、测试单一及灵活度不足问题。使用不同电阻量程时，由单片机控制对不同电磁机械开关进行打开或闭合。对预设的不同阻值进行自动切换，实现不同阻值的连续测试。自由度较高，可根据程序编程，对不同阻值方案、不同测量时间、不同测量次数进行有针对性的调整。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例所提供的可编程血糖仪自动测试校准装置的原理示意图；
图2为本发明一实施例所提供的可编程血糖仪自动测试校准装置的电路结构示意图；
图3为本发明一实施例所提供的校准方法的流程示意图；
图4为本发明一实施例所提供的一种工作模式的流程示意图；
图5为本发明一实施例所提供的一种工作模式的流程示意图；
图6为本发明一实施例所提供的一种工作模式的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示，本发明所提供的可编程血糖仪自动测试校准装置，具体包含：单片机、插条测试电路和一条或多条测位测试电路；所述插条测试电路和所述测位测试电路均与分别与所述单片机的IO口相连；所述插条测试电路通过内设的插条线与血糖仪的插条线相连，通过内设的特殊接地线与血糖仪的接地线相连，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制电磁机械开关使所述插条测试电路内插条线与所述特殊接地线导通，模拟血糖仪完成插条开机动作；所述测位测试电路通过串联有预设电阻的测位线与血糖仪的测位线相连，通过内设的特殊接地线与血糖仪的接地线相连，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制电磁机械开关使所述测位测试电路内测位线与所述特殊接地线导通，进行血糖仪精准度测量。由此，经电磁线圈通断控制血糖仪测试端的闭合和断开，同时实现测试装置与血糖仪测试端的物理隔离，保证装置进行模拟测试动作时，不对血糖仪相连的后端测量值造成影响。
在上述实施例中，可编程血糖仪自动测试校准装置的接地与所述特殊接地线物理隔离，亦即特殊接地线为血糖仪的接地端；所述插条测试电路主要用于模拟插条开机动作，所述测位测试电路可根据需要进行扩展成多路，只需更换内部的电阻即可实现不同阻值的电路更改；可根据需要添加多路，其他路只需更换R8处电阻，即可得到相应不同的测量值；实际工作中，采用更高精度的电阻，可以降低硬件误差并提高血糖仪测量准确度。
请参考图2所示，在本发明一实施例中，所述插条测试电路即端口1部分电路包含第一控制模块、电磁机械开关、续流二极管、插条线和特殊接地线；所述电磁机械开关包含电磁组件和活动开关；所述电磁组件和所述续流二极管并联，且所述续流二极管的负极和所述电磁组件的输入端接入电源供应接口；所述第一控制模块一端与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，另一端接地，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制所述电磁组件通断电；所述活动开关设置于所述插条线和所述特殊接地线之间，用于在所述电磁组件通电状态下控制所述插条线和所述特殊接地线导通。其中，所述第一控制模块为三极管和第一阻值电阻；所述三极管的集电极与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，所述三极管的基极与所述第一阻值电阻串联后和所述单片机的IO口相连，所述三极管的发射极接地。其中，所述开关包含电磁组件和所述活动开关之间物理隔离。
再请参考图2所示，在另一实施例中，所述测位测试电路即端口2部分电路包含第二控制模块电磁机械开关、续流二极管、调整阻值电阻、测位线和特殊接地线；所述电磁机械开关包含电磁组件和活动开关；所述电磁组件和所述续流二极管并联，且所述续流二极管的负极和所述电磁组件的输入端接入电源供应接口；所述第二控制模块一端与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，另一端接地，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制所述电磁组件通断电；所述活动开关设置于所述测位线和所述特殊接地线之间，用于在所述电磁组件通电状态下控制所述插条线和所述特殊接地线导通；所述调整阻值电阻串联在所述测位线和所述活动开关之间。其中，所述第二控制模块为三极管和第二阻值电阻；所述三极管的集电极与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，所述三极管的基极与所述第二阻值电阻串联后和所述单片机的IO口相连，所述三极管的发射极接地。其中，所述开关包含电磁组件和所述活动开关之间物理隔离。
为便于更清楚的理解本发明所提供的可编程血糖仪自动测试校准装置的具体结构，以下将以实际工作中可编程血糖仪自动测试校准装置的运行原理为例，对上述实例做简要说明。
1.当需要进行阻值测量时，将装置测值线与血糖仪接口的测值线相连接、TEST_GND端与血糖仪TEST_GND端相连、插条线与血糖仪插条线相连。
2.单片机通过将IO_1口上拉高电平，经过R4电阻限流使NPN三极管导通。
3.此时三极管导通，电流经过电磁机械开关的电磁线圈到地，控制插条线和TEST_GND端吸合。
4.由于线圈端和物理开合端处于物理隔离状态，所以血糖仪接入装置后的测试值不会被此装置干扰，此时完成插条开机动作。
5.单片机通过将IO_2口上拉，经过R10电阻限流使NPN三极管导通。
6.此时三极管导通，电流经过电磁机械开关的电磁线圈到地，控制测值线和TEST_GND端吸合。
7.由于线圈端和物理开合端处于物理隔离状态，所以血糖仪接入装置后的测试值不会被此装置干扰，此时完成阻值接入动作。
8.R8端电阻接入后血糖仪内部检测到电流变化，进行血糖仪准确度测量。
9.测量完成，将电磁机械开关全部恢复至断开状态。
10.经程序控制，可依次进行不同阻值测量。
请参考图3所示，本发明还提供一种适用于上述的可编程血糖仪自动测试校准装置的校准方法，所述方法包含：
S301根据血糖仪的测试需求，通过单片机生成预设的开机信号和控制信号；
S302将所述开机信号通过IO口输出至所述插条测试电路，通过所述插条测试电路内的电磁机械开关导通，使相连的血糖仪检测到低电平信号进行插条开机状态；
S303将所述控制信号通过IO口输出至对应的所述测位测试电路，通过所述测位测试电路内的电磁机械开关导通，使相连的血糖仪根据检测到的电流变化生成测试值；
S304将所述测试值与预设值比较，获得血糖仪精准度测试结果。
在上述实施例中，将所述控制信号通过IO口输出至对应的所述测位测试电路还可包含：当所述控制信号包含多个不同阻值的控制指令时，将所述控制指令通过不同的IO口输出至对应的所述测位测试电路。由此，可经程序设置，对不同阻值、不同测试时间、不同测试次数及测试组合方式进行则定义调整，及对血糖仪校准进行自定义设置。实际工作中，该校准方法的具体流程如下：
1.单片机的IO口经高电平输出3.3V电压。
2.IO_1口经R4的60R限流电阻，此时电流达到55MA，Q2三极管处于饱和导通状态。
3.三极管导通，电源经电磁机械开关的电磁线圈与地形成通路，通电吸合使插条线与TEST_GND端闭合，血糖仪插条线检测到低电平，进入插条开机状态。
4.IO_2口经R10的60R限流电阻，此时电流达到55MA，Q5三极管处于饱和导通状态。
5.三极管导通，电源经电磁机械开关的电磁线圈与地形成通路，通电吸合使R8电阻与TEST_GND端闭合导通。
6.由于R8与TEST_GND端闭合，血糖仪检测到内部电流变化，开始进行血糖仪准确度测试。
7.测试完成，IO口输出低电平，此时三极管截止，电磁线圈断电，机械开关断开。
8.电磁线圈断电后有短时高电压，高电压经续流二极管（D5/D7）返回，从而起到保护三极管的作用，一次测量完毕。
9.根据需要，可根据程序控制IO口进行下一次测试。
整体上所述可编程血糖仪自动测试校准装置的工作模式可采用如下三种；
请参考图4所示，血糖仪准确度测试模式，由装置对血糖仪进行测试，可由程序自定义不同测试阻值、不同测试次数、不同测试时间或依次对不同阻值的测试次数及测试时间进行设置。
1.进入测试模式，控制对应插条的电磁机械开关闭合，模拟血糖仪插条自动开机动作。
2.对装置进行等待时间控制。（此步骤可根据不同血糖仪反应时间及等待时间，实现等待时间的自定义调整）
3.控制预设的不同电阻对应的电磁机械开关的闭合，模拟不同阻值接入的测值动作。（此步骤可根据程序设定，实现不同阻值的测试）
4.对装置进行延时时间控制。（此步骤可根据不同血糖仪反应时间及等待时间，实现等待时间的自定义调整）
5.装置延时等待后出值，测试计数值+1。
6.判断装置测试计数值是否满足测试循环次数，如满足条件执行步骤8。如未满足测试次数，返回步骤1开始继续进行测值操作。（可根据所需的实际情况，自定义调整测量次数）
7.完成。
请参考图5所示，血糖仪耗电测试模式，工装对血糖仪进行测试，可由程序自定义反应时间及等待时间、对固定阻值进行自定义循环次数。
1.进入测试模式，控制对应插条的电磁机械开关闭合，模拟血糖仪插条自动开机动作。
2.对装置进行延时时间控制。（此步骤可根据不同血糖仪反应时间及等待时间，实现等待时间的自定义调整）
3.控制电阻对应的电磁机械开关的闭合，模拟阻值接入的测值动作。
4.对装置进行延时时间控制。（此步骤可根据不同血糖仪反应时间及等待时间，实现等待时间的自定义调整）
5.装置延时等待后出值，测试计数值+1。
6.判断装置测试计数值是否满足测试循环次数，如满足条件执行步骤8。如未满足测试次数，返回步骤1开始继续进行测值操作。（可根据所需的实际情况，自定义调整测量次数）
7.完成。
请参考图6所示，血糖仪校准模式，装置对血糖仪进行校准，可根据程序对血糖仪校准需要进行自定义调整。
1.进入校准模式，控制对应插条的电磁机械开关闭合，模拟血糖仪插条自动开机动作。
2.对装置进行延时时间控制。（此步骤可根据不同血糖仪反应时间及等待时间，实现等待时间的自定义调整）
3.控制电阻对应的电磁机械开关的闭合，模拟阻值接入的校准动作。
4.对装置进行延时时间控制。（此步骤可根据不同血糖仪校准时间需要，实现等待时间的自定义调整）
5.等待时间结束后完成校准。
本发明的有益技术效果在于：解决血糖仪出厂测试时人工测量的费时费力问题，使用模拟开关测量电阻条时造成的准确度偏差稍大、测试单一及灵活度不足问题。使用不同电阻量程时，由单片机控制对不同电磁机械开关进行打开或闭合。对预设的不同阻值进行自动切换，实现不同阻值的连续测试。自由度较高，可根据程序编程，对不同阻值方案、不同测量时间、不同测量次数进行有针对性的调整。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可编程血糖仪自动测试校准装置，其特征在于，所述装置包含单片机、插条测试电路和一条或多条测位测试电路；
所述插条测试电路和所述测位测试电路均分别与所述单片机的IO口相连；
所述插条测试电路通过内设的插条线与血糖仪的插条线相连，通过内设的特殊接地线与血糖仪的接地线相连，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制电磁机械开关使所述插条测试电路内插条线与所述特殊接地线导通，模拟血糖仪完成插条开机动作；
所述测位测试电路通过串联有预设电阻的测位线与血糖仪的测位线相连，通过内设的特殊接地线与血糖仪的接地线相连，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制电磁机械开关使所述测位测试电路内测位线与所述特殊接地线导通，进行血糖仪精准度测量；
所述插条测试电路包含第一控制模块、电磁机械开关、续流二极管、插条线和特殊接地线；
所述电磁机械开关包含电磁组件和活动开关；
所述电磁组件和所述续流二极管并联，且所述续流二极管的负极和所述电磁组件的输入端接入电源供应接口；
所述第一控制模块一端与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，另一端接地，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制所述电磁组件通断电；
所述活动开关设置于所述插条线和所述特殊接地线之间，用于在所述电磁组件通电状态下控制所述插条线和所述特殊接地线导通。
2.根据权利要求1所述的可编程血糖仪自动测试校准装置，其特征在于，所述第一控制模块为三极管和第一阻值电阻；
所述三极管的集电极与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，所述三极管的基极与所述第一阻值电阻串联后和所述单片机的IO口相连，所述三极管的发射极接地。
3.根据权利要求1所述的可编程血糖仪自动测试校准装置，其特征在于，所述测位测试电路包含第二控制模块电磁机械开关、续流二极管、调整阻值电阻、测位线和特殊接地线；
所述电磁机械开关包含电磁组件和活动开关；
所述电磁组件和所述续流二极管并联，且所述续流二极管的负极和所述电磁组件的输入端接入电源供应接口；
所述第二控制模块一端与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，另一端接地，用于根据所述单片机的IO口输出的控制信号控制所述电磁组件通断电；
所述活动开关设置于所述测位线和所述特殊接地线之间，用于在所述电磁组件通电状态下控制所述插条线和所述特殊接地线导通；
所述调整阻值电阻串联在所述测位线和所述活动开关之间。
4.根据权利要求3所述的可编程血糖仪自动测试校准装置，其特征在于，所述第二控制模块为三极管和第二阻值电阻；
所述三极管的集电极与所述续流二极管的正极和所述电磁组件的输出端相连，所述三极管的基极与所述第二阻值电阻串联后和所述单片机的IO口相连，所述三极管的发射极接地。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可编程血糖仪自动测试校准装置，其特征在于，所述开关包含电磁组件和所述活动开关之间物理隔离。
6.一种适用于权利要求1至4中任一项所述的可编程血糖仪自动测试校准装置的校准方法，其特征在于，所述方法包含：
根据血糖仪的测试需求，通过单片机生成预设的开机信号和控制信号；
将所述开机信号通过IO口输出至所述插条测试电路，通过所述插条测试电路内的电磁机械开关导通，使相连的血糖仪检测到低电平信号进行插条开机状态；
将所述控制信号通过IO口输出至对应的所述测位测试电路，通过所述测位测试电路内的电磁机械开关导通，使相连的血糖仪根据检测到的电流变化生成测试值；
将所述测试值与预设值比较，获得血糖仪精准度测试结果。
7.根据权利要求6所述的校准方法，其特征在于，将所述控制信号通过IO口输出至对应的所述测位测试电路还包含：
当所述控制信号包含多个不同阻值的控制指令时，将所述控制指令通过不同的IO口输出至对应的所述测位测试电路。
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