CN1748145A - 用于确定代表加速度的值的装置及测力计 - Google Patents

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Abstract

用于确定代表在至少两个相互垂直延伸的方向上的加速度的值的装置和测力计。该装置配备有传感器系统，其中可将在每个相互垂直延伸的方向上的加速度转换为电信号。所述值可由信号处理装置根据所述电信号确定。在信号处理装置之前，通过加法元件将所述电信号相加在一起。来自压电加速度计的电流可被相加成一个总电流，该总电流被转换为一个代表携带该装置的人的功或作用力的值。

Description

用于确定代表加速度的值的装置及测力计
本发明涉及一种用于确定代表在至少两个相互垂直的方向上的加速度的值的装置，该装置包括传感器系统，使用该传感器系统可将在每个相互垂直方向上的加速度转换为电信号，而所述值可由信号处理装置根据所述电信号确定。
本发明还涉及一种用于测量代表个体的体力的值的测力计，该测力计包括一个含有传感器系统的装置，使用该传感器系统可将在每个相互垂直的方向上的加速度转换为电信号，而所述值可由信号处理装置根据所述电信号确定。
从US-B1-6,361,508中获知这样的装置，该装置包括适合于测量代表运动个体在三个相互垂直的方向上的加速度的值的传感器。该传感器产生三个同各方向上的加速度成线性比例的电信号。该装置还包括一个含有三个电路的信号处理装置。这三个独立电信号由所述三个电路个别处理。
该装置的缺点在于，由于有三个电路，所以该装置比较复杂和昂贵。
本发明的一个目标是提供一种具有较为简单、经济的结构的装置，通过该装置可以获得代表加速度的值。
使用根据本发明的装置可以实现该目标，这是由于在信号处理装置前可通过加法元件将所述电信号相加在一起。
通过在信号处理装置之前将电信号相加在一起，仅需要使用单个电路来确定所述值。这提供了结构简单而且可以以简洁、经济的方式制造的装置。
根据本发明的装置的一个实施例的特征在于，在加法元件中，传导电信号的连接是并行连接的。
这样，通过已存在的连接，以简单的、简洁的方式将所述信号相加在一起。
根据本发明的装置的另一个实施例的特征在于，该传感器系统包括至少一个传感器系统，该传感器系统包括由压电材料制成的柔性带。
这样的传感器可以以经济的方式制造，并且有了该传感器的辅助，能够测定在垂直于该带方向上或在垂直于该带方向的相反方向上的比较精确的加速度。
本发明还旨在提供一种具有相对简单、经济的结构的测力计。
根据本发明，该目标能够实现，这是由于在信号处理装置之前可通过加法元件将所述电信号相加在一起。
将由信号处理装置根据相加在一起的电信号确定的值代表由个体(诸如人)所实施的加速度，因此也代表个体产生的作用力。在根据本发明的测力计的辅助下，代表所述作用力的值能够以简单的方式被确定。
根据本发明的测力计的一个实施例的特征在于，该测力计包括了一个数据库，其中的值与能量值(例如像营养值)相关。
这样的实施例的有利之处在于，代表个体作用力的值可以同能量值(例如要确定的营养值)耦合起来，例如某一特定作用力所消耗的千焦数。
根据本发明的测力计的再一个实施例的特征在于，该测力计包括一个存储器，其中能量值可以被存储一定时期。
这样，随着时间推移，可以对代表个体作用力的值进行比较。
根据本发明的测力计的另一个实施例的特征在于，该测力计包括一个屏幕，可在该屏幕上以能量值显示瞬时作用力和/或一段时期内的平均作用力。
这样的实施例的有利之处在于，使用者可以直接读出瞬时作用力和/或平均作用力。
根据本发明的测力计的另一个实施例的特征在于，该测力计包括一个耦接器，可以将计算机连接至该耦接器以把所存储的数据从测力器传输至计算机。
这样，数据可以被传输至其中有更大存储空间的计算机。另外，在所述计算机中可以对所述数据进行大量处理，并且能够作出由测力计记录随时间推移的作用力的曲线图。
根据下文中描述的各实施例，本发明的这些和其它方面会显而易见，并且将结合下文中介绍的实施例对这些和其它方面进行阐明。
在附图中：
图1示出了根据本发明的装置的示意图，
图2示出了根据图1示出的本发明装置的传感器系统的平面图。
图中相同元件具有相同的附图标记。
图1示出了根据本发明的装置，该装置包括：同加法元件3相连的传感器系统2；同加法元件3相连的信号处理装置4；同信号处理装置4相连的存储器5；连接6以及显示装置7。
传感器系统2包括三个传感器8、9、10，三个传感器各自具有一个输出端11、12、13。传感器8、9、10的输出端11、12、13通过并行布置的导电连接11’、12’、13’同加法元件3连接，加法元件3通过单个电连接3’连接至信号处理装置4。信号处理装置4包括滤波器装置14、放大器15和处理器16。
通过处理器16确定一个值，并可将所述值存储在存储器19中。将计算机(未示出)连接至所述连接6，例如串行连接至所述连接6。诸如屏幕的显示装置7可显示通过处理器16的装置而确定的值。
图2示出了根据本发明的装置1的传感器系统2。传感器系统2包括一个框架，其上安装了三个独立工作的传感器8、9、10。
传感器8、9、10各自包括嵌入框架25中的凹槽中的压电带26、27、28，带26、27、28的一端通过支撑工具(未示出)加以固定。带26、27延伸穿过框架25，带26被定向成使X方向上的加速度可以通过带26记录，带27被定向成使Y方向上的加速度可以通过带27记录。带28与框架25并行嵌入在凹槽中，以使Z方向上的加速度可以通过带28记录。
该装置例如贴附在由人携带的皮带上。如果此人走动或者跑步，作为伴随出现的加速度的结果，将会在带26、27、28上施加力，所述力引起带26、27、28的弯曲。所述弯曲将产生与加速度成比例的电负载。所产生的电流I8、I9、I10被传输到传感器8、9、10的输出端11、12、13。
通过传感器8、9、10产生的电流I8、I9、I10代表在X、Y、Z方向上的加速度。通过输出端11、12、13和连接11’、12’、13’将传感器8、9、10的电流I8、I9、I10引至加法元件3。在加法元件3中，电流I8、I9、I10被相加在一起，从而得到一个总电流：Itot＝I8+I9+I10。
在加法元件3之后，该总电流Itot被处理成一个可由处理器16处理的值。在处理器16中，该值被转换为代表作用力程度的一个量。将这些值同能量值(例如像营养值)相关。通过存储在处理器16中的数据库能实现所述相关，在该库中，每个值均有一个关联的能量值。
通过存储器19，例如可以将结果存储一个特定时期。通过所述连接6也可将这些结果写入计算机中，使用该计算机可对由装置1产生的数据进行进一步的处理。
传感器系统2还可包括两个用于记录仅X和Y方向上的加速度的传感器。
可以替代是，在加法元件3之前，可确定来自传感器8、9、10的每个电流的绝对值。

Claims (12)

1.一种用于确定代表在至少两个相互垂直的方向上的加速度的值的装置，该装置包括一个传感器系统，使用该传感器系统可将在每个相互垂直的方向上的加速度转换为电信号，而所述值可由信号处理装置根据所述电信号确定，其特征在于，在信号处理装置之前，可通过加法元件将所述电信号相加在一起。
2.权利要求1所述的装置，其特征在于，在加法元件中，传导电信号的连接是并行布置的。
3.权利要求1或2中所述的装置，其特征在于，传感器系统包括至少一个传感器，该传感器包括由压电材料制成的柔性带。
4.前面权利要求1-3中的任何一项所述的装置，其特征在于，所述信号处理装置包括信号放大器、带通滤波器和处理器。
5.一种用于测量代表个体的体力的值的测力计，该测力计包括一个含有传感器系统的装置，使用该传感器系统可将在每个相互垂直延伸的方向上的加速度转换为电信号，而所述值可由信号处理装置根据所述电信号确定，其特征在于，在信号处理装置之前，可通过加法元件将所述电信号相加在一起。
6.权利要求5所述的测力计，其特征在于，在加法元件中，传导电信号的连接是并行布置的。
7.权利要求5或6所述的测力计装置，其特征在于，该测力计包括一个数据库，其中所述值与诸如营养值的能量值相关。
8.权利要求7所述的测力计，其特征在于，该测力计包括一个存储器，其中能量值可被存储一定时期。
9.权利要求7或8所述的测力计，其特征在于，该测力计包括一个屏幕，可在该屏幕上在一定时期内以能量值显示瞬时作用力和/或平均作用力。
10.前面权利要求5-8中的任何一项所述的测力计，其特征在于，该测力计包括一个耦接器，可将计算机连接至该耦接器，以把所存储的数据从测力计传输至该计算机。
11.前面权利要求5-10中的任何一项所述的测力计，其特征在于，所述传感器系统包括至少一个传感器，该传感器包括由压电材料制成的柔性带。
12.前面权利要求5-11中的任何一项所述的测力计，其特征在于，所述信号处理装置包括信号放大器、带通滤波器和处理器。
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