CN112969904A - 用于获得具有减小的漂移效应的力测量结果的方法和系统 - Google Patents

用于获得具有减小的漂移效应的力测量结果的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于经漂移补偿的力测量结果的各种方法和系统。在一个示例中，一种方法包括：从婴儿秤的应变仪获得单输出电压测量结果，该单输出电压反映施加到秤的重量；获得应变仪的四个电阻器中的每一个电阻器两端的电压测量结果以确定四个单独的电压测量结果，并基于该四个单独的电压测量结果来确定漂移电压；以及输出基于单输出电压与漂移电压之间的差值确定的校正重量值。

Description

用于获得具有减小的漂移效应的力测量结果的方法和系统
技术领域
本文所公开的主题的实施方案涉及用应变仪获得重量测量结果。
背景技术
应变仪用于多种应用中，以测量施加到与应变仪耦接的物体上的力(诸如重量或压力)的变化。在一个示例中，秤可包括用于测量重量的多个应变仪。具体来说，婴儿秤可采用两个或更多个应变仪来连续输出婴儿的重量。获得准确的重量测量结果可包括将婴儿从秤移除以便将秤归零(称为将秤配衡)，然后将婴儿放回配衡的秤上以接收重量测量结果。
发明内容
在一个实施方案中，一种方法包括：从秤的应变仪获得单输出电压测量结果，该单输出电压反映施加到秤的重量；获得应变仪的四个电阻器中的每一个电阻器两端的电压测量结果以确定四个单独的电压测量结果，并基于该四个单独的电压测量结果来确定漂移电压；以及输出基于单输出电压与漂移电压之间的差值确定的校正重量值。
应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本发明，其中以下：
图1示出了用于测量婴儿重量的系统的实施方案。
图2A至图2B示出了应变仪在秤上的示例性布置。
图3示出了应变仪的惠斯通电桥的示例。
图4示出了应变仪的示例性的经漂移补偿的测量结果和未经漂移补偿的测量结果的曲线图。
图5示出了用于基于应变仪的惠斯通电桥的每个电阻器两端的单独的电压测量结果来输出经漂移补偿的力测量结果的示例性方法的流程图。
具体实施方式
以下描述涉及使用应变仪采集经漂移补偿的力测量结果的各种实施方案。包括四个电阻器的应变仪的惠斯通电桥的示例在图3中示出。在一个实施方案中，一个或多个应变仪可以按照图2A至图2B所示的示例性布置中的一种示例性布置包括在秤中。在一些实施方案中，该秤可以是适于测量和输出婴儿重量的秤，诸如图1所示的婴儿秤系统。例如，医院可利用婴儿秤来获得婴儿的准确重量，以追踪重量增加、施用适当的药物剂量等。然而，电子秤可能经受电漂移(例如，向一个或多个应变仪提供功率/电压的电源偏移和/或不稳定，或电子放大器漂移，或向模数转换(ADC)电子器件提供的参考电压的漂移)。因此，由秤输出的力(例如，重量)测量结果的准确度可能降低。当发生漂移时，医护人员想要确保准确的重量读数，可对秤进行配衡以将秤重新归零并移除漂移(电漂移)。例如，配衡过程可包括医护人员将婴儿抱离秤，并(通过点击“配衡”按钮)将秤配衡归零(例如，秤输出的重量测量结果将读为零)。然后将婴儿放回秤上。在一段时间(例如，20秒)之后，秤可输出婴儿的更准确的重量测量结果。该配衡过程是可能花费数分钟来实现的手动过程。该过程还可能引起婴儿的不安。例如，一些婴儿可能对触摸敏感，并且尤其是对于新生儿病房中的婴儿而言，在该配衡过程期间的触摸可能增加婴儿感染的风险。因此，希望能避免配衡过程(或降低执行配衡的频率)，与此同时仍获得准确的重量测量结果。
本文的发明人已认识到上述与配衡和获得准确(例如，无漂移)的力测量结果有关的问题。另外，本发明人已开发出用于以提高的准确度(例如，降低的漂移效应)获得重量测量结果并且导致降低配衡频率的系统和方法。例如，如图5的示例性方法所示，用于获得经漂移补偿的力(例如，重量)测量结果的方法包括获得来自应变仪的惠斯通电桥的输出电压测量结果和惠斯通电桥的每个电阻器两端的单独的电压测量结果中的每一者。以这种方式，可从应变仪电路获得(例如，采集)至少四个不同的电压测量结果。该方法可进一步包括根据电桥的四个电阻器中的每一个电阻器两端的电压测量结果来确定漂移项(例如，漂移电压)。然后从测量或计算的输出电压中减去该漂移电压以确定可用于确定对应力(例如，重量)值的经漂移补偿的输出电压。该方法然后可包括向用户输出和显示该经漂移补偿(例如，校正)的重量值。应变仪的经漂移补偿的输出电压和未经漂移补偿的输出电压(例如，减去漂移电压之前的输出电压)的示例在图4呈现的曲线图中示出。以这种方式，可减少对应变仪的力测量结果的漂移效应，并且可较不频繁地需要利用应变仪对秤进行配衡。当与婴儿秤一起使用时，该方法可降低令婴儿不安和对婴儿的感染风险，同时以提高的准确度持续提供重量测量结果，以实现更好的重量跟踪和药物施用。
在进一步讨论用于从应变仪获得经漂移补偿的力测量结果的方法之前，描述可在其中实施本文所述的方法的示例性平台。例如，图1示出了可在诸如诊所或医院的医疗设施中实施的婴儿秤系统100。系统100包括秤(例如，婴儿或儿科秤)104，婴儿116被放置在该秤上以便获得婴儿116的重量。在一个示例中，秤104可为独立秤，或者可为用于保育箱或类似设备中的秤，该保育箱或类似设备可包括在患者的房间或新生儿重症监护病房(NICU)或其他医疗设施病房的一部分中。
秤104包括一个或多个应变仪传感器(例如，应变仪)106。应变仪106在秤(诸如秤104)上的示例性布置在图2A至图2B中示出，并且图3中示出了可用于应变仪106的示例性电路，如下文进一步所述。秤104可包括电连接到应变仪106的控制器108(例如，电子控制器或控制单元)。控制器108可以从应变仪106接收电信号，诸如电压输出或测量结果，并且与控制器102通信。在一些实施方案中，控制器108可以是控制器102的一部分，并且/或者控制器102的元件可包括在控制器108中(或反之亦然)。作为一个示例，控制器108可以将从应变仪106接收的电信号(在一个示例中，经由通信模块)传送到控制器102以进行处理。控制器102可以是秤104的一部分，可以包括在其中包括秤104的保育箱或类似设备中，和/或可以是与秤104分开的电子控制单元的一部分。
控制器102可以输出从秤104采集的重量测量结果，以用于在显示器110上显示。显示器110可完全或部分地位于秤104的环境内(例如，可为秤104的一部分或其中包括秤104的保育箱的一部分)。在另选的实施方案中，显示器110位于秤104的环境之外。显示器110被操作为将所采集的重量信息可视地呈现给临床医生。
具体来说，控制器102包括通信模块120、存储器122和处理器124。控制器102操作地耦接到显示器110和用户界面112。用户界面112可包括呈现在触摸屏(诸如显示器110)和/或用户致动设备(诸如鼠标、键盘、按钮、开关等)上的图形用户界面。除此之外或另选地，用户界面112可为秤104的一部分或秤104位于其中的保育箱的一部分。发送到控制器102/由控制器接收的用户输入可经由用户界面112输入。
控制器102可通信地耦接到医院运营系统114。医院运营系统114可存储和/或控制多种医院相关、护理提供者相关和患者相关的信息，包括但不限于患者住院信息(包括患者在医疗设施内的住院日期和位置)、患者护理方案和工作流程以及护理提供者信息(包括哪些护理提供者监测/治疗哪些患者)。
控制器102包括通信模块120、存储器122和处理器124，以发送和接收通信、生成和输出图形用户界面、发送和接收医疗数据、向微环境发送控制以及其他任务。此外，在一些示例中，控制器102可以存储并执行用于从秤104的应变仪106获得(例如，实时连续采集)电压输出并处理所接收的电压以确定经漂移补偿的重量测量结果的指令，然后可以将该经漂移补偿的重量测量结果输出并经由显示器110呈现给用户。
通信模块120有利于电子数据在一个或多个系统内和/或之间的传输。经由通信模块120进行的通信可使用一个或多个协议来实现。在一些示例中，经由通信模块120进行的通信根据一个或多个标准(例如，医学数字成像和通信(DICOM)、卫生信息交换标准(HL7)、ANSI X12N等)发生。通信模块120可为有线接口(例如，数据总线、通用串行总线(USB)连接等)和/或无线接口(例如，射频、红外、近场通信(NFC)等)。例如，通信模块120可经由有线局域网(LAN)、无线LAN、广域网(WAN)等使用任何过去、目前或未来通信协议(例如，BLUETOOTHTM、USB 2.0、USB 3.0等)来通信。
存储器122为一个或多个数据存储结构，诸如光学存储器设备、磁存储器设备或固态存储器设备，其用于存储处理器124所执行的程序和例程以实施本文所公开的各种功能。存储器122可包括任何期望类型的易失性和/或非易失性存储器，诸如例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、闪存存储器、只读存储器(ROM)等。处理器124可为例如任何合适的处理器、处理单元或微处理器。处理器124可为多处理器系统，因此可包括彼此相同或类似并且经由互连总线通信地耦接的一个或多个附加处理器。
如本文所用，术语“传感器”、“系统”、“单元”或“模块”可包括操作以执行一个或多个功能的硬件和/或软件系统。例如，传感器、模块、单元或系统可包括计算机处理器、控制器或基于存储在有形和非暂态计算机可读存储介质(诸如计算机存储器)上的指令来执行操作的其他基于逻辑的设备。另选地，传感器、模块、单元或系统可包括基于设备的硬连线逻辑来执行操作的硬连线设备。附图中示出的各种模块或单元可表示基于软件或硬连线指令操作的硬件、指示硬件执行操作的软件、或它们的组合。
“系统”、“单元”、“传感器”或“模块”可包括或表示执行本文描述的一个或多个操作的硬件和相关联的指令(例如，存储在有形和非暂态计算机可读存储介质上(诸如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM等)的软件)。硬件可包括电子电路，其包括和/或连接到一个或多个基于逻辑的设备，诸如微处理器、处理器、控制器等。这些设备可以是被适当编程或指示以根据上文所述的指令来执行本文所述的操作的现成设备。除此之外或另选地，这些设备中的一个或多个可以与逻辑电路硬连线以执行这些操作。
虽然未在图1中明确示出，但本文所述的附加设备(与医院运营系统114、临床设备等相关联的设备)可同样包括与上述通信模块120、存储器122和处理器124类似的用户输入设备、存储器、处理器和通信模块/接口，因此通信模块120、存储器122和处理器124的描述同样适用于本文所述的其他设备。
现在转到图2A至图2B，示出了一个或多个应变仪在秤上的示例性布置。在一个示例中，图2A至图2B中所示出的秤可用作图1的系统100中的秤104。另外，图2A至图2B所示的应变仪204可与图1所示的应变仪106相同或类似，并且可包括惠斯通电桥电路，诸如图3所示的电路，如下文进一步描述的。
图2A示出了秤200的第一示例，其包括两个梁202，一个梁布置在秤202的任一端。然而，在另选的实施方案中，秤200可以包括多于两个梁202，并且/或者梁202可以相对于秤200的长度布置在秤200中的不同位置处。梁202中的每个梁包括两个应变仪204，一个应变仪定位在梁的任一端处。以这种方式，秤200包括四个应变仪。在另选的实施方案中，如图2B所示，秤210可包括两个梁202，每个梁具有定位在每个梁202的大约中心处的单个(例如，仅一个)应变仪204。以这种方式，秤210包括两个应变仪。应变仪204在秤上的定位和数量可针对秤的类型进行调整，以便减少机械漂移(其不同于电漂移，如本文所述)。
图3示出了包括惠斯通电桥300的电路的示例，该惠斯通电桥可在应变仪诸如图1所示的应变仪106和/或图2A至图2B所示的应变仪204中实现。应变仪是包括适于测量应变的电路的设备。物体或材料由于所施加的力而经历的变形量称为“应变”。存在不同类型的应变，包括轴向、弯曲、剪切和扭转应变。弯曲应变测量由于在竖直方向上施加的线性力而引起的在材料(例如，梁)的一侧上的拉伸和材料(例如，梁)的相对侧上的收缩。例如，当婴儿被放置在秤上时，在竖直方向上(向秤的表面中)施加线性力，并且在秤的包括应变仪的梁处发生弯曲应变。应变仪可测量该弯曲应变或其他类型的应变。例如，应变仪的电阻可与施加到设备的应变量成比例地变化。为了测量电阻的微小变化，应变仪配置利用惠斯通电桥，诸如图3所示的惠斯通电桥300。
如图3所示，惠斯通电桥300包括四个电阻臂的网络，其中激励(例如，供电)电压Vex在电桥两端供应。具体来说，电桥300包括通过连接四个电阻臂而形成的四个节点(302、304、306和308)。四个电阻臂由第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3和第四电阻器R4构成。第一电阻器R1和第二电阻器R2耦接到第一节点302，第一电阻器R1和第三电阻器R3耦接到第二节点304，第二电阻器R2和第四电阻器R4耦接到第三节点306，并且第三电阻器R3和第四电阻器R4耦接到第四节点308。激励电压Vex施加在第二节点304与第三节点306之间。惠斯通电桥300电气上等同于两个并联的分压器电路。在第一节点302与第四节点308之间测量惠斯通电桥的输出，其被称为输出电压Vo。
在一个示例中，输出电压Vo反映施加到应变仪的重力。电桥300的电阻基于应变仪的弯曲而变化。例如，第一电阻器R1和第四电阻器R4的电阻由于施加到应变仪的重量而增加，从而增加第一电阻器R1两端测量的第一电压V1和第四电阻器R4两端测量的第四电压V4。类似地，第二电阻器R2和第三电阻器R3的电阻由于施加到应变仪的重量而减小，从而减小第二电阻器R2两端测量的第二电压V2和第三电阻器R3两端测量的第三电压V3。
表示惠斯通电桥300的输出电压Vo的标准方程由下面的方程1示出。
Figure BDA0003050128330000071
因此，当电桥300平衡时，上述方程中的电阻抵消并且输出电压Vo为零。然而，电桥的任何臂中的电阻的任何变化都会导致非零输出电压。然后可使用所采集的输出电压Vo来确定对应的重量值(例如，当应变仪用于秤中时)。
当电桥300被校准和平衡时，电桥300的电阻之和应为零。例如，因为电阻中的两个电阻增加(R1和R4)并且电阻中的两个电阻减少(R2和R3)，所以不经历电源漂移的平衡电桥的总和将为零。然而，当电桥由于电源漂移(例如，电漂移)而变得不平衡时，以下方程中表示的这些电阻的总和将不为零。
Rdrift＝(R1+R4)-(R2+R3) (方程2)
在上述方程中，对于经受电漂移的不平衡电桥，漂移电阻Rdrift将为非零。
本文的发明人已经认识到，通过在测量输出电压Vo的同时测量电桥300的每个单独电阻器两端的电压，可确定漂移电压Vdrift，其表示由于输出电压Vo的漂移而导致的测量电压的量。例如，在测量电桥300的第一电压V2、第二电压V2、第三电压V3和第四电压V4中的每一者之后，如图3所示，可根据以下方程确定漂移电压Vdrift：
Vdrift＝[(V1+V4)now-(V1+V4)baseline]-[(V2+V3)now-(V2+V3)baseline] (方程3)
在上述方程中，从每个电阻器两端的当前测量电压中减去每个电阻器两端的基线电压。基线电压可以是每个电阻器两端的电压，当未向应变仪施加力(例如，重量)时，诸如当应变仪在秤中使用时在配衡操作期间，该电压在将应变仪归零时确定。因此，当电阻器两端的实际电压响应于改变所施加的应变而变化时，基线电压值可较不频繁地采集并用作基线电压值。
如下文参考图5进一步所述，然后可从所采集的输出电压Vo(例如，在Vo处从电桥300测量)中减去由方程3确定的漂移电压Vdrift，以便确定经漂移补偿的电压Vo_nodrift，如以下方程4所表示的。
Vo_nodrift＝Vo-Vdrift (方程4)
在上面的方程中，Vo_nodrift表示经漂移补偿的输出电压，并且Vo表示未经漂移补偿的输出电压(例如，在没有移除电漂移效应情况下在第一节点302与第四节点308之间采集的输出电压)。
图4示出了应变仪的示例性的经漂移补偿的电压测量结果和未经漂移补偿的电压测量结果的曲线图400。例如，曲线图400包括曲线404处的示例性的未经漂移补偿的电压测量结果Vo和曲线402处的示例性的经漂移补偿的电压测量结果Vo_nodrift，其中时间在x轴上表示，并且振幅在y轴上表示。如上面参考图3所讨论的，未经漂移补偿的电压测量结果Vo可以是从电桥300(或应变仪的类似电桥)测量的输出电压测量结果，该输出电压测量结果受漂移影响并且尚未针对电漂移效应进行校正。因此，由于电漂移效应，曲线404处所示的未经漂移补偿的电压测量结果Vo的振幅随时间推移开始减小。相比之下，曲线402处所示的已针对漂移进行补偿的经漂移补偿的电压测量结果Vo_nodrift(例如，上文所讨论的漂移电压Vdrift已被移除)在曲线图400中保持更稳定并且不会下降，而未经漂移补偿的电压测量结果Vo会下降。以这种方式，通过从所采集的输出电压中移除漂移电压，可以确定指示施加到应变仪的力(例如，重量)的更准确的输出电压。
现在转到图5，示出了用于基于应变仪的惠斯通电桥的每个电阻器两端的单独的电压测量结果来输出经漂移补偿的力测量结果的示例性方法500的流程图。在一个示例中，如上所述，惠斯通电桥可与图3所示的惠斯通电桥300相同或相似。此外，在一些实施方案中，一个或多个应变仪可包括在秤中，诸如婴儿秤104，包括图1所示的应变仪106。另外，方法500可作为指令存储在控制器(诸如图1所示的控制器102和/或108)的非暂态存储器中，并且由控制器结合应变仪(例如，应变仪传感器)执行。
在502处，该方法包括向应变仪的电桥提供供电(例如，激励)电压Vex。例如，如果设备包括多于一个应变仪，则502处的方法可包括提供每个应变仪的电桥两端的激励电压Vex。如上所述，可在电桥的前两个节点之间(例如，在图3所示的节点304与306之间)提供激励电压Vex，这两个节点不同于在其两端测量输出电压Vo的两个节点，如上所述且如下文进一步所述。激励电压Vex可向应变仪的电桥电路提供功率，从而允许在电桥的不同节点(例如，点)两端测量电压，如下文进一步讨论的。
在504处，该方法包括在归零之后接收应变仪的电桥的四个电阻器(例如，图3所示的电桥300的电阻器R1、R2、R3和R4)中的每一个电阻器两端的测量电压，然后将所接收的电压存储为基线电压。作为一个示例，在秤(例如，婴儿秤)的操作期间，在将婴儿放置在秤上之前，或在将婴儿从秤上移除之后，用户可选择秤上或与秤电耦接的“配衡”用户输入以便将秤“归零”或“配衡”。以这种方式，对于没有(例如，基本上为零)力施加到应变仪的情况，可以从电桥电路(例如，在电桥电路的对应节点之间，如图3所示)采集(例如，获得)每个电阻器两端的基线电压(例如，V1baseline、V2baseline、V3baseline和V4baseline)。在婴儿秤的实施方案中，没有重量施加到秤上，因此未将弯曲应变施加到秤的应变仪。因此，可以在每个应变仪的每个电阻器两端采集基线电压测量结果(例如，可以在控制器处从电桥电路发送和接收电压信号)，并且可以存储在控制器的存储器中。在配衡过程之后，用户随后可将婴儿(或患者)放回秤上以采集重量测量结果。
在506处，该方法包括接收所测量的电桥的输出电压Vo，该电压可指示施加到应变仪的力(例如，秤上婴儿的重量)。如上文参考图3所述，可在电桥的两个节点之间测量输出电压Vo，其中两个节点不同于施加到其的供电电压Vex的两个节点。在其间测量输出电压Vo的两个节点中的每个节点耦接到两个不同的电阻器。以这种方式，输出电压Vo可随着电阻器中的每一个电阻器的电阻的改变而改变(例如，由于施加到应变仪的应变增大或减小)。输出电压Vo可以是电桥的标准电压输出，并且可由控制器用来确定施加到应变仪的力(或在一个示例中，施加到包括应变仪的秤的重量)。然而，该输出电压Vo可受到电漂移的影响，并且因此随着时间的推移，可随着漂移的增加而具有降低的准确度。由于此类输出电压测量结果包括漂移分量的聚集效应，因此不可能在不获得应变电桥电阻部件R1、R2、R3和R4中的每个电阻部件上的单独的电压值的情况下从其移除此类漂移。也可使用电阻值来计算输出电压，并且使用方程1来计算激励电压，如上所述。
因此，在508处，该方法包括接收在电桥的四个电阻器中的每一个电阻器两端的测量电压。例如，508处的方法可包括获得(例如，经由控制器从电桥实时采集)第一电阻器R1两端(例如，在图3中的节点302与304之间)测量的第一电压V1、第二电阻器R2两端(例如，在图3中的节点302与306之间)测量的第二电压V2、第三电阻器R3两端(例如，在图3中的节点304与308之间)测量的第三电压V3，以及第四电阻器R4两端(例如，在图3中的节点306与308之间)测量的第四电压V4。以这种方式，在508处采集每个应变仪的电桥的四个单独的电压(每个电阻器一个)。在508处采集的电压可以是在接收到基线电压之后的持续时间(例如，在配衡之后的持续时间)内实时采集的(并且因此可以是四个电阻器两端的“当前”电压值)。如下面进一步解释的，在应变仪的操作期间，可以实时地连续采集每个电阻器两端的电压。
在510处，该方法包括根据所采集的基线电压(在504处获得)和四个电阻器电压(在508处获得)确定漂移电压。例如，在510处，控制器可处理所存储的基线电压(对于应变仪电桥的每个电阻器)和四个单独的电阻器电压，以根据存储在控制器处的数学关系(例如，函数)来确定漂移电压。所存储的关系可为上文在方程3处给出的漂移电压方程。以这种方式，控制器可根据四个存储的基线电压(一个对应于一个电阻器)和四个采集的电压(一个对应于一个电阻器)来确定漂移电压。如下面进一步解释的，当所采集的单独的电阻器电压改变并被采集时，可以实时连续确定漂移电压。然而，电阻器的相同存储的基线电压可继续与新更新的所采集的电阻器电压一起使用，直到需要新的基线值(例如，经由配衡，如下面进一步解释的)。
在512处，该方法包括从测量的输出电压(在506处获得)中减去在510处确定的漂移电压以确定经漂移补偿的输出电压。例如，控制器可根据存储在控制器中的关系从所测量的输出电压中减去所确定的漂移电压，其中该关系是上文在方程4处呈现的经漂移补偿的输出电压方程。
在514处，该方法包括确定并输出对应于经漂移补偿的输出电压Vo_nodrift的校正的力测量结果。例如，在514处的方法可包括确定基于并对应于应变仪的经漂移补偿的输出电压Vo_nodrift的力值(例如，压力或重量值)。作为一个示例，控制器可以使用经漂移补偿的输出电压Vo_nodrift作为对表的输入，在存储在控制器的存储器中的查找表中查找对应的力值。在另一个示例中，控制器可根据存储在控制器的存储器中的函数或关系来根据经漂移补偿的输出电压Vo_nodrift确定对应力值。例如，就婴儿秤而言，经漂移补偿的输出电压Vo_nodrift可表示秤上婴儿的重量或重量变化。因此，重量测量结果或值(表示秤上婴儿的实际重量)可根据由秤的一个或多个应变仪确定的经漂移补偿的输出电压Vo_nodrift直接确定。如果秤包括多于一个应变仪(例如，两个或四个，如图2A至图2B所示)，在514处的方法可包括(例如，使用两个或四个经漂移补偿的输出电压值)根据每个应变仪的经漂移补偿的输出电压Vo_nodrift确定对应重量值。在一个示例中，输出校正的(例如，经漂移补偿的)力(例如，重量或压力)值包括经由可操作地耦接(例如，通过有线或无线电连接)到控制器的显示器来显示力值。在一个实施方案中，显示器可以是婴儿秤或保育箱或包括秤的类似设备的显示器，该秤包括应变仪。在另一个实施方案中，输出校正的漂移补偿力值包括经由有线或无线电连接将经漂移补偿的力测量结果传送到基重显示监视器(例如，婴儿秤的显示器或可操作地耦接到秤的显示器)或与控制器电子通信的数据库或系统的电子记录存储系统(例如，诸如图1所示的操作系统114或另选的电子记录数据库)。
在516处，该方法包括确定是否已请求将应变仪重新归零或重新配衡包括应变仪的秤的请求。例如，控制器可从与其中安装有应变仪的设备电耦接的用户输入设备接收电信号，该电信号指示应变仪应当被重新归零。将应变仪重新归零(在秤应用中称为重新配衡)可包括获取新的基线电压值，这可从电压测量结果中移除任何累积的电漂移。例如，控制器可从婴儿秤的用户界面接收电输入，该电输入指示用户已请求配衡秤。如果没有接收到重新配衡或重新归零信号，则该方法继续到518以使用当前基线电压(例如，应变仪的每个电阻器的当前基线电压)继续应变仪的操作。以这种方式，对于新采集的电阻器电压，可使用相同(先前采集的)基线电压来确定漂移电压和经漂移补偿的输出电压。
另选地，在516处，如果该方法确定存在将应变仪(或其中安装有应变仪的设备)重新归零或重新配衡的请求，则该方法继续到520以在配衡(或归零)之后利用新采集的(例如，测量的)电压(电桥的四个电阻器中的每一个电阻器两端一个电压)更新所存储的单独的电阻器基线电压，并且使用更新的基线电压继续操作。然后方法500可结束。
然而，方法500可连续执行并实时重复。例如，方法从504到514可以连续重复，使得已经进行了漂移补偿(例如，移除了测量电压的由于漂移的部分)的实时力测量结果被确定并输出和显示给用户。以这种方式，实时获得的电压测量结果可用于移除电漂移影响并显示更准确的力值(例如，重量值)。技术效果为：从秤的应变仪获得单输出电压测量结果，该单输出电压反映施加到秤的重量；获得应变仪的四个电阻器中的每一个电阻器两端的电压测量结果以确定四个单独的电压测量结果，并基于该四个单独的电压测量结果来确定漂移电压；以及输出基于单输出电压与漂移电压之间的差值确定的校正重量值，为用户呈现更准确的(例如，没有电漂移效应)重量值，然后该重量值可用于跟踪患者的重量增加并施用正确的剂量(根据重量值)。因此，可在医疗设施中更好地监测和护理婴儿，从而增加产生积极健康结果的可能性。此外，通过从输出电压测量结果中移除漂移电压，秤可能不需要那么频繁的配衡，从而允许婴儿在秤上保持较长的时间段，并且因此降低了婴儿感染和使其不安的风险。
作为一个实施方案，一种方法包括：从秤的应变仪获得单输出电压测量结果，该单输出电压反映施加到秤的重量；获得应变仪的四个电阻器中的每一个电阻器两端的电压测量结果以确定四个单独的电压测量结果，并基于该四个单独的电压测量结果来确定漂移电压；以及输出基于单输出电压与漂移电压之间的差值确定的校正重量值。在该方法的第一示例中，该方法进一步包括响应于接收到指示将秤归零的请求的第一配衡输入，将四个单独的电压测量结果存储为基线电压。该方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括：其中确定漂移电压包括针对四个电阻器中的每一个电阻器从四个单独的电压测量结果中的对应一个单独的电压测量结果中减去每个存储的基线电压。该方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或多者，并且进一步包括：在接收到指示将秤归零的请求的第一配衡输入之后的持续时间，在接收到后续的第二配衡输入时更新所存储的基线电压，以及在接收到第二配衡输入之后，基于所更新的、所存储的基线电压和四个电阻器中的每一个电阻器两端的新获得的电压测量结果来确定漂移电压。该方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者，并且进一步包括：其中获得应变仪的四个电阻器中的每一个电阻器两端的电压测量结果以确定四个单独的电压测量结果包括在获得单输出电压测量结果的同时获得四个电阻器中的每一个电阻器两端的电压测量结果，四个单独的电压测量结果和单输出电压测量结果中的每一者在应变仪的两个不同点之间获取。该方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者，并且进一步包括：其中应变仪包括具有四个电阻器的惠斯通电桥电路，其中节点被布置在每组两个相邻布置的电阻器之间，惠斯通电桥电路具有四个节点。该方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一者或多者，并且还包括：其中获得单输出电压测量结果包括测量四个节点中的第一节点与第二节点之间的单输出电压，并且还包括在四个节点中的第三节点与第四节点之间向惠斯通电桥电路提供激励电压。该方法的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一者或多者，并且进一步包括：其中输出校正重量值包括将校正重量值连续输出到显示器。该方法的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一者或多者，并且进一步包括：其中显示器是秤的显示器，并且其中秤是婴儿秤。
作为另一个实施方案，一种方法包括：从应变仪获得力测量结果，该应变仪包括惠斯通电桥；接收惠斯通电桥的四个电阻器中的每一个电阻器两端的单独的电压测量结果；基于四个电阻器的单独的电压测量结果的总和来确定漂移项；以及将校正的力测量结果输出到显示器，该校正的力测量结果通过从所接收的力测量结果中减去所确定的漂移项来获得。在该方法的第一示例中，获得力测量结果包括根据从惠斯通电桥接收的输出电压来确定力测量结果，该输出电压在惠斯通电桥的两个点两端测量，两个点中的第一点耦接到四个电阻器中的第一电阻器和第三电阻器，并且两个点中的第二点耦接到四个电阻器中的第二电阻器和第四电阻器。该方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括经由在惠斯通电桥的两个不同点两端施加供电电压来向惠斯通电桥供应供电电压，两个不同点中的第一点耦接到第一电阻器和第二电阻器，并且两个不同点中的第二点耦接到第三电阻器和第四电阻器。该方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或多者，并且进一步包括响应于接收到初始配衡输入而存储四个电阻器中的每一个电阻器两端的所接收的单独的电压测量结果作为基线电压，并且基于随后接收的单独的电压测量结果和所存储的基线电压来确定漂移项。该方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者，并且进一步包括：其中确定漂移项包括基于所接收的单独的电压测量结果和基线电压来确定漂移项，其中即使在所接收的单独的电压测量结果改变时也使用相同的基线电压，直到接收到第二配衡输入。该方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者，并且进一步包括：其中校正的力测量结果是重量，并且惠斯通电桥耦接到婴儿秤的梁。
作为又另一个实施方案，一种用于连续测量婴儿重量的系统包括：显示器；和控制单元，该控制单元通信地耦接到显示器并且包括存储在存储器中的指令，该指令能够由控制单元的处理器执行以：从秤的应变仪采集输出电压，该应变仪包括具有四个电阻器的惠斯通电桥，该输出电压指示施加到秤的力的变化；采集四个单独的电压，该四个单独的电压中的每一个单独的电压在四个电阻器中的不同电阻器两端采集；根据所采集的四个单独的电压确定漂移电压；基于所采集的输出电压与所确定的漂移电压之间的差值来确定经漂移补偿的重量值；以及经由显示器显示所确定的经漂移补偿的重量值。在该系统的第一示例中，指令能够进一步由处理器执行以：响应于接收到请求配衡秤的配衡输入来确定四个电阻器中的每一个电阻器两端的基线电压，并且在接收到配衡输入之后，从所采集的四个电压中的对应一个电压中减去四个电阻器中的每一个电阻器的基线电压以确定漂移电压。该系统的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括：其中指令能够进一步由处理器执行以：向惠斯通电桥的前两个节点提供激励电压，同时从惠斯通电桥的不同的后两个节点采集输出电压。该方法的第三示例任选地包括第一示例至第二示例中的一者或多者，并且进一步包括，其中秤是婴儿秤。该方法的第四示例，其中四个单独的电压与输出电压同时采集。
如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在…中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使相关领域中的普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明可取得专利权的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元件，则此类其他示例旨在落入权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
从秤的应变仪获得单输出电压测量结果，所述单输出电压反映施加到所述秤的重量；
获得所述应变仪的四个电阻器中的每一个电阻器两端的电压测量结果以确定四个单独的电压测量结果，并基于所述四个单独的电压测量结果来确定漂移电压；以及
输出基于所述单输出电压与所述漂移电压之间的差值确定的校正重量值。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于接收到指示将所述秤归零的请求的第一配衡输入，将所述四个单独的电压测量结果存储为基线电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述漂移电压包括针对所述四个电阻器中的每一个电阻器，从所述四个单独的电压测量结果中的对应一个单独的电压测量结果中减去每个存储的基线电压。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括在接收到指示将所述秤归零的请求的所述第一配衡输入之后的持续时间，在接收到后续的第二配衡输入时更新所存储的基线电压，以及在接收到所述第二配衡输入之后，基于所更新的、所存储的基线电压和所述四个电阻器中的每一个电阻器两端的新获得的电压测量结果来确定所述漂移电压。
5.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述应变仪的四个电阻器中的每一个电阻器两端的所述电压测量结果以确定四个单独的电压测量结果包括在获得所述单输出电压测量结果的同时获得所述四个电阻器中的每一个电阻器两端的所述电压测量结果，所述四个单独的电压测量结果和所述单输出电压测量结果中的每一者在所述应变仪的两个不同点之间获取。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述应变仪包括具有所述四个电阻器的惠斯通电桥电路，其中节点被布置在每组两个相邻布置的电阻器之间，所述惠斯通电桥电路具有四个节点。
7.根据权利要求6所述的方法，其中获得所述单输出电压测量结果包括测量所述四个节点中的第一节点与第二节点之间的所述单输出电压，并且还包括在所述四个节点中的第三节点与第四节点之间向所述惠斯通电桥电路提供激励电压。
8.根据权利要求1所述的方法，其中输出所述校正重量值包括将所述校正重量值连续输出到显示器。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述显示器是所述秤的显示器，并且其中所述秤是婴儿秤。
10.一种方法，包括：
从包括惠斯通电桥的应变仪获得力测量结果；
接收惠斯通电桥的四个电阻器中的每一个电阻器两端的单独的电压测量结果；
基于所述四个电阻器的所述单独的电压测量结果的总和来确定漂移项；以及
将校正的力测量结果输出到显示器，所述校正的力测量结果通过从所接收的力测量结果中减去所确定的漂移项来获得。
11.根据权利要求10所述的方法，其中获得所述力测量结果包括根据从所述惠斯通电桥接收的输出电压来确定所述力测量结果，所述输出电压在所述惠斯通电桥的两个点两端测量，所述两个点中的第一点耦接到所述四个电阻器中的第一电阻器和第三电阻器，并且所述两个点中的第二点耦接到所述四个电阻器中的第二电阻器和第四电阻器。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括经由在所述惠斯通电桥的两个不同点两端施加供电电压来向所述惠斯通电桥供应所述供电电压，所述两个不同点中的第一点耦接到所述第一电阻器和所述第二电阻器，并且所述两个不同点中的第二点耦接到所述第三电阻器和所述第四电阻器。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括响应于接收到初始配衡输入而存储所述四个电阻器中的每一个电阻器两端的所接收的单独的电压测量结果作为基线电压，并且基于随后接收的单独的电压测量结果和所存储的基线电压来确定所述漂移项。
14.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述漂移项包括基于所接收的单独的电压测量结果和所述基线电压来确定所述漂移项，其中即使在所接收的单独的电压测量结果改变时也使用相同的基线电压，直到接收到第二配衡输入。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述校正的力测量结果是重量，并且所述惠斯通电桥耦接到婴儿秤的梁。
16.一种用于连续测量婴儿重量的系统，包括：
显示器；和
控制单元，所述控制单元通信地耦接到所述显示器并且包括存储在存储器中的指令，所述指令能够由所述控制单元的处理器执行以：
从秤的应变仪采集输出电压，所述应变仪包括具有四个电阻器的惠斯通电桥，所述输出电压指示施加到所述秤的力的变化；
采集四个单独的电压，所述四个单独的电压中的每一个单独的电压在所述四个电阻器中的不同电阻器两端采集；
根据所采集的四个单独的电压确定漂移电压；
基于所采集的输出电压与所确定的漂移电压之间的差值来确定经漂移补偿的重量值；以及
经由所述显示器显示所确定的经漂移补偿的重量值。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述指令能够进一步由所述处理器执行以：响应于接收到请求配衡所述秤的配衡输入来确定所述四个电阻器中的每一个电阻器两端的基线电压，并且在接收到所述配衡输入之后，从所采集的四个电压中的对应一个电压中减去所述四个电阻器中的每一个电阻器的所述基线电压以确定所述漂移电压。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述指令能够进一步由所述处理器执行以：向所述惠斯通电桥的前两个节点提供激励电压，同时从所述惠斯通电桥的不同的后两个节点采集所述输出电压。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述秤是婴儿秤。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述四个单独的电压与所述输出电压同时采集。
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