DE69734579T2

DE69734579T2 - System zum messen und anzeigen von veränderungen des widerstands eines lebenden körpers

Info

Publication number: DE69734579T2
Application number: DE69734579T
Authority: DE
Inventors: Ronald Lafayette HUBBARD; John Mccormick; James Stavropoulos; Richard Stinnett
Original assignee: Church of Spiritual Technology Inc
Current assignee: Church of Spiritual Technology Inc
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: ZA973886B; HK1015246A1; HUP9902953A3; EP0898461A4; HU227191B1; CO4560542A1; CN1188080C; EE03375B1; DK0898461T3; IL122765A; AU724109B2; NZ329444A; EP0898461A1; EP0898461B1; SK285782B6; NO976156D0; EA199700453A1; CZ296779B6; EE9700364A; NO329251B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung zum Anzeigen und Messen von Änderungen des Widerstands eines lebenden Körpers.
Stand der Technik
Mit dem Erscheinen der Vorrichtung von Lafayette R. Hubbard zum Messen und Anzeigen von Änderungen eines lebenden Körpers wird die Fähigkeit ermöglicht, kleine Änderungen des Widerstands des lebenden Körpers durch eine elektromechanische Messung wahrzunehmen. Diese Vorrichtung weist im Wesentlichen eine Widerstandsmeßschaltung, eine Verstärkerschaltung und eine Anzeigerschaltung auf. Obgleich sie für ihren beabsichtigten Zweck der Erfassung von Änderungen des Widerstands eines lebenden Körpers angemessen geeignet war, konnte sie die gemessenen Änderungen nicht genau anzeigen. Um dieses Problem zu überwinden, sind verschiedene Verbesserungen vorgeschlagen worden, die im US-Patent 3,290,589 und im US-Patent 4,459,995 beschrieben und veranschaulicht sind. Diese Vorrichtungen arbeiten so, daß sie ein Signal erzeugen, das kleine Meßwerte des Widerstands eines lebenden Körpers darstellt. Diese werden daraufhin zu einem Signal verstärkt, das wahrzunehmen ist und in einem Anzeiger, der für einen Menschen wahrnehmbar ist, wie etwa in einer visuellen Darstellung nutzbar ist. Ein Problem bei diesen Vorrichtungen ist, daß unerwünschte Eigenschaften in dem Signal kleine Meßwerte maskieren oder falsch berichten können. Diese unerwünschten Eigenschaften können durch Hochfrequenzinterferenz und/oder durch innere Nichtlinearitäten in der Vorrichtung selbst verursacht sein. Somit besteht ein Bedarf an einer Vorrichtung, die Änderungen des Widerstands eines lebenden Körpers genauer anzeigen kann.
US 3,971,365 offenbart ein Impedanzmeßsystem zum Messen und Anzeigen der Impedanz eines biologischen Objekts wie etwa einer oder mehrerer menschlicher Extremitäten. Die Anordnung mißt einen Basisimpedanzwert des gemessenen Objekts und zeigt zeitliche Änderungen des Basiswerts an. Mit dem Objekt wird durch Erregungselektroden ein Erregungssignal gekoppelt, das von einer elektrischen Signalquelle abgeleitet ist, wobei das resultierende Ausgabesignal des Objekts durch Empfängerelektroden abgefühlt wird. Die Anordnung ist so konfiguriert, daß irgendwelche Änderungen in einem genullten Signal Änderungen der Impedanz des Objekts anzeigen.
US 5,109,855 offenbart eine Vorrichtung zum Offenbaren von Eigenschaften und Änderungen in Körpern unter Verwendung einer Wechselstromquelle, die einen Anschluß aufweist, der direkt oder indirekt mit dem zu untersuchenden Körper verbunden ist. Es ist eine elektrische Meßvorrichtung vorgesehen, die zwischen einen weiteren Anschluß der Wechselstromquelle und eine Abfühlelektrode, die über die Oberfläche des Körpers bewegt wird, gekoppelt ist. Die Anordnung ist für das Erfassen von Inhomogenitäten in lebenden oder toten menschlichen oder tierischen Körpern mittels elektrischer Hochfrequenzspannungen und -ströme mit kleinem Betrag konstruiert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, kleine Änderungen des Widerstands eines lebenden Körpers genau anzuzeigen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 24 gelöst.
Es ist eine spezielle Aufgabe der Erfindung, unerwünschte Eigenschaften in dem Signal, das den Widerstand eines lebenden Körpers darstellt, zu eliminieren.
Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß sie eine aktive Kalibrierungsschaltung aufweist, die auf eine gegebene gemessene Eingabe einen im Wesentlichen konstanten Amplitudengang gibt.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß die Empfindlichkeit der Vorrichtung auf einem konstanten Niveau gehalten wird.
In Übereinstimmung mit den Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen der Erfindung wird eine verbesserte Meß- oder Anzeigevorrichtung des elektrischen Widerstands geschaffen, die eine Widerstandsmeßschaltung mit Eingangsleitungen, die mit einem lebenden Körper verbunden sind, um Meßsignale zu erzeugen, die den Widerstand eines lebenden Körpers darstellen, umfaßt. Eine Verstärkerschaltung empfängt die Meßsignale und verstärkt sie auf ein wahrnehmbares Niveau. Eine Anzeigerschaltung empfängt die verstärkten Signale und liefert die Meß signale in einer wahrnehmbaren Form. Die Erfindung weist vorteilhaft passive und aktive Vorrichtungen, um unerwünschte Eigenschaften in dem Meßsignal zu eliminieren, auf.
Ein Merkmal der Erfindung ist eine aktive Kalibrierungsschaltung. Die Kalibrierungsschaltung funktioniert so, daß sie auf eine gegebene Änderung des Widerstands von der Widerstandsmeßschaltung einen im Wesentlichen konstanten Amplitudengang in der Anzeigerschaltung gibt. In der bevorzugten Ausführungsform der Kalibrierungsschaltung überwachen ein Rückkopplungsschaltungsabschnitt und ein Steuerungsschaltungsabschnitt gemeinsam den Betrieb der Vorrichtung und sehen Änderungen des Amplitudengangs in der Anzeigerschaltung ab. Außerdem ist ein Kompensator enthalten, um die Verstärkerschaltung anzupassen oder zu kalibrieren, um die abgesehenen Amplitudenänderungen zu berücksichtigen.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung hervor. Hierbei zeigen:
1 ein Funktionsblockschaltplan einer herkömmlichen Vorrichtung zum Messen des Widerstands eines lebenden Körpers;
2 ein Funktionsblockschaltplan einer Vorrichtung der Erfindung;
3 ein Funktionsblockschaltplan einer bevorzugten Widerstandsmeßschaltung der Erfindung;
4A ein Funktionsblockschaltplan einer bevorzugten Verstärkerschaltung der Erfindung;
4B ein Funktionsblockschaltplan einer veränderlichen Widerstandsschaltung und einer Booster-Schaltung;
4C ein Funktionsblockschaltplan einer Rückkopplungs- und Steuerungsschaltung;
5A–5D einen Ablaufplan einer Hauptsoftwareroutine;
6 einen Ablaufplan einer Verzögerungsroutine;
7 einen Ablaufplan einer Meßgerätauswahlroutine;
8 einen Ablaufplan einer Analog-Digital-Routine mit niedriger Auflösung;
9 einen Ablaufplan einer Analog-Digital-Routine mit hoher Auflösung;
10 einen Ablaufplan einer Analog-Digital-Wandlungsroutine;
11 einen Ablaufplan einer Analog-Digital-Unterbrechungsroutine;
12 einen Ablaufplan einer Routine zur Einstellung eines programmierbaren Boost;
13 einen Ablaufplan einer Auflösungsmodus-Einstellroutine;
14 einen Ablaufplan einer Routine zum Finden eines niedrigen Spannungspotentials;
15 einen Ablaufplan einer Routine zum Auswählen eines digitalen Widerstands; und
16 einen Ablaufplan einer Routine zum Ändern eines digitalen Widerstands.
Unter Verweis auf die veranschaulichenden Figuren kann die Erfindung zusammen mit beliebigen herkömmlichen dreistufigen Schaltungen zum Messen und Anzeigen von Änderungen des Widerstands eines lebenden Körpers verwendet werden. Anhand von 1 verwenden solche Vorrichtungen typischerweise eine Widerstandsmeßschaltung 20, die gemessene Widerstände über einen lebenden Körper in die Form eines Meßsignals umwandelt. Die Widerstandsmeßschaltung ist mit der Verstärkerschaltung 22 verbunden, die das gemessene Signal auf ein wahrnehmbares Niveau verstärkt. Eine mit der Verstärkerschaltung 22 verbundene Anzeigerschaltung 24 erzeugt das gemessene Signal in einer wahrnehmbaren Form. Die Widerstandsmeßschaltung 20 kann diese Messungen unter Verwendung einer Brücken- oder einer Spannungsteilerschaltung des Typs ausführen, der für die Messung des Widerstands eines lebenden Körpers herkömmlich ist. Eine dreistufige Schaltung, die eine Brückenschaltung des für diesen Zweck geeigneten Typs enthält, ist im US-Patent 4,702,259, im US-Patent 4,459,995 und im US-Patent 3,290,589 offenbart, die hier jeweils durch Literaturhinweis eingefügt sind. Eine dreistufige Schaltung, die eine Spannungsteilerschaltung des für diesen Zweck geeigneten Typs enthält, ist in der "HUBBARD^TM-PROFESSIONAL-MARK-SUPER-VII"-Vorrichtung enthalten, die von Hubbard Electrometer Manufacturing aus Los Angeles, CA, hergestellt und verkauft wird.
Anhand der oben erwähnten bekannten Kombinationen wurde realisiert, daß die Schaltung Mittel zum automatischen Erhöhen der Empfindlichkeit für hohe Widerstandsniveaus und zur automatischen Einstellung für niedrige Widerstandsniveaus benötigte. Diese Verbesserung sichert einen konstanten Amplitudengang in der Anzeigerschaltung 24.
Die derzeit bevorzugte Ausführungsform, die in Form eines Funktionsblockschaltplans in 2 veranschaulicht ist, enthält die erfindungsgemäßen Merkmale in einer herkömmlichen Hubbard-Professional-Mark-Super-VII^TM-Schaltung. Eine solche Schaltung verwendet zusätzlich einen Spannungsregler 26, um in der gesamten elektrischen Schaltung stabile Gleichspannungsniveaus zu schaffen. Zum Verfolgen von Signalen, die über Leitungen 31 von der Widerstandsmeßschaltung 20 geliefert werden, wird eine durch einen Mikroprozessor (diese herkömmlichen Bauelemente sind nicht gezeigt) gesteuerte digitale Schaltung 28 verwendet, die eine Datums- und Zeitanzeige und verschiedene herkömmliche Schaltfunktionen erhält. Die Anzeigerleitungen 32 liefern Signale für herkömmliche LCD-Takt- und -Signalverfolgungsanzeigen, die sich in der Anzeigerschaltung 24 befinden. Außerdem kann die digitale Schaltung von dem im US-Patent 4,702,259 offenbarten Typ sein. Weitere Leitungen 33 gehen von der Spannungsreglerschaltung 26, von der Widerstandsmeßschaltung 20 und von der Verstärkerschaltung 30 aus und verbinden herkömmlich mit verschiedenen manuellen Steuerungen (nicht gezeigt). Diese Leitungen können Funksignale auffangen und dadurch eine Hochfrequenzinterferenz (HF-Interferenz) verursachen. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Leiterplatte Induktivitäten 35, die von den Schleifkontaktleitungen 37 der manuellen Steuerungen ausgehen. Diese manuellen Steuerungen können einen Funktionsschalter, ein Potentiometer niedriger Spannung, ein fernes Potentiometer niedriger Spannung, einen veränderlichen Trimmwiderstand und eine Empfindlichkeitssteuerung aufweisen.
In Übereinstimmung mit der Erfindung weist die Verstärkerschaltung 30 im Wesentlichen zwei Verstärkerstufen auf. Eine erste Verstärkerschaltung 34 dient zum Empfangen und logarithmischen Verstärken des gemessenen Signals. Eine zweite Verstärkerschaltung 36 ist mit dem Ausgang der ersten Verstärkerschaltung 34 verbunden, um den Verstärkungsfaktor des gemessenen Signals anzupassen und zu verstärken. Eine Computerschnittstelle 40 liefert optional eine Eingabe in die Spannungs-Strom-Wandlerschaltung 38 für Verwendungen, wo ein simuliertes gemessenes Signal erwünscht ist. Eine mit dem Ausgang der zweiten Verstärkerschaltung verbundene Spannungs-Strom-Wandlerschaltung 38 ändert das gemessene Signal in eine Form, die durch die Anzeigerschaltung 24 nutzbar ist. Außerdem liefert die Spannungs-Strom-Wandlerschaltung 38 eine Rückkopplung zu dem zweiten Verstärker und zu der Computerschnittstelle 40. Mit der zweiten Verstärkerschaltung 36 ist eine veränderliche Widerstandsschaltung 42 verbunden, die ein Verstärkerrückkopplungssignal liefert, um das gemessene Signal von der Widerstandsmeßschaltung 20 zu verstärken. Die veränderliche Widerstandsschaltung 42 weist Segmente 46 und 44 für programmierbaren hohen und niedrigen Verstärkungsfaktor auf. Mit der veränderlichen Widerstandsschaltung 42 ist eine isolierte Booster-Schaltschaltung 48 für eine manuelle Verstärkungsfaktoreinstellung verbunden. Außerdem ist mit der veränderlichen Widerstandsschaltung 42 die Kalibrierungsschaltung 50 verbunden. Die Kalibrierungsschaltung 50 dient als ein Kalibrierungsmittel zum Einstellen der Ausgabe der Verstärkerschaltung. In der derzeit bevorzugten Ausführungsform weist die Kalibrierungsschaltung 50 eine Rückkopplungsschaltung 52, eine Kontrollerschaltung 54 und eine Kompensatorschaltung 55 auf.
Die Widerstandsmeßschaltung der bevorzugten Ausführungsform (3) ist von dem Spannungsteilertyp. In einer Spannungsteilerschaltung ist ein hohes Spannungspotential 56 mit einem ersten Spannungsteilungswiderstand 58 in Reihe geschaltet. Der erste Widerstand kann einen veränderlichen Widerstand 60 verwenden, um den ersten Widerstandswert zu trimmen oder zu versetzen. Ein herkömmlicher Meßgeräteprüfschalter 62 schaltet den Weg der Spannungsteilerschaltung optional entweder manuell ausgewählt oder gemäß der Steuerung der digitalen Schaltung 28 zwischen einem Paar aus einer externen Leitung 66 und einer Leitung 64 zur Verbindung mit einem lebenden Körper und einem 5-kOhm-Widerstand 68, der anstelle eines lebenden Körpers als ein Prüfwiderstand arbeitet. Die herkömmlichen Elektroden, die zum Verbinden mit einem lebenden Körper bestimmt sind, sind an einem Stecker (nicht gezeigt) befestigt. Wenn der Stecker physikalisch eingeführt ist, sind die externen Leitungen 64 und 66 dazu bestimmt, mit einem lebenden Körper verbunden zu werden. Wenn der Stecker entfernt ist, verbindet ein zweiter Schalter 70 die Leitung 66 mit hohem Potential mit dem 5-kOhm-Widerstand 68. Außerdem ist ein Kondensator 72 mit einer Induktivität 86 zwischen den externen Leitungen 64 und 66 in Reihe geschaltet. Die Induktivität 86 und der Kondensator 72 dienen dazu, eine Signalinterferenz verringern. Zwischen dem Meßgeräteprüfschalter und einer Ausgangsleitung 88 ist ein zweiter Spannungsteilungswiderstand gebildet. Zwischen der Ausgangsleitung 88 und einem niedrigen Spannungspotential 76 ist ein dritter Spannungsteilungswiderstand 74 in Reihe geschaltet.
Der niedrige Spannungspotentialwert ist unter Verwendung einer manuellen Einstellvorrichtung 78 manuell einstellbar. Vorzugsweise weist die manuelle Einstellvorrichtung 78 eine Schleifkontaktleitung 80 von einem zwischen eine hohe und eine niedrige Spannung geschalteten Potentiometer 82 auf. Die Schaltung der Schleifkontaktleitung 80 weist eine Induktivität 87, die normalerweise über eine analoge Schaltschaltung 90 mit der Leitung 91 und mit einem Kondensator 92, der mit Masse verbunden ist, auf, um eine Interferenz zu minimieren, in Reihe geschaltet ist. Die manuelle Einstellvorrichtung 78 kann normalerweise ein eingebautes Potentiometer 82 oder ein externes Potentiometer 94 sein. Das externe Potentiometer 94 ist ebenfalls über die Leitungen 96 und 98 mit hoher und niedriger Spannung und eine Schleifkontaktleitung 100 mit der analogen Schaltschaltung verbunden. Der externe veränderliche Widerstand 94 weist außerdem eine REM- oder Fernsignalleitung 102 und eine Masselei tung 104 auf. Die analoge Schaltschaltung 90, die herkömmlich einen manuellen Schalter oder einen Spannungsteiler und Zwischenspeicher aufweisen kann, ist mit einem (nicht gezeigten) analogen Schalter verbunden, der selektiv das interne oder das externe Potentiometer betätigt. Im zweiten Fall erfolgt die Auswahl des Potentiometers gemäß dem Spannungszustand der REM-Signalleitung 102. Wenn das interne Potentiometer 82 verwendet wird, wird das Signal auf "hoch" gehalten, während es durch eine Leitung 106 in dem externen Potentiometer mit Masse 104 verbunden ist. Die Spannungswerte des Schleifkontakts 91, des hohen Spannungswerts 108 und des niedrigen Spannungswerts 100 von dem verwendeten Potentiometer werden an die digitale Schaltung 28 (2) gesendet, um die Signalmeßablesungen des digitalen Potentiometers zu berechnen. Die Schleifkontakt-Ausgangsleitung 91 ist über einen Signalpuffer 112 gesendet, der einen Spannungsfolger umfaßt, um einen Stromverlust in dem niedrigen Spannungspotential 76 zu verhindern.
Anhand der Veranschaulichung der 4A, B und C empfängt die erste Verstärkerschaltung 34 das durch die Widerstandsmeßschaltungs-Signalausgangsleitung 88 gelieferte gemessene Signal. Die erste Verstärkerschaltung 34 weist einen Operationsverstärker (Op-Amp) 124 mit einem positiven Eingang 126, der mit der Signalausgangsleitung 88 von der Widerstandsmeßschaltung 20 (1) verbunden ist, auf. Der Operationsverstärker 124 ist als ein Spannungsfolger mit einer Rückkopplungsleitung 128 konfiguriert, die von der Operationsverstärker-Ausgangsleitung 130 zu dem negativen Eingang 132 verläuft. Zwischen den positiven und den negativen Eingang 126 und 132 ist ein Kondensator 134 geschaltet, der eine HF-Interferenz in dem gemessenen Signal dämpfen hilft. Die Operationsverstärker-Ausgangsleitung 130 parallel mit einer Rückkopplungsschleife 136 liefert die negative Eingabe in einen Operationsverstärker 138, der als ein Verstärker der ersten Stufe dient. Mit dem Ausgang 130 des Spannungsfolgers ist ein Widerstand 140 in Reihe geschaltet. Der Widerstand 140 ist über zwei parallele resistive Zweige mit einem Einstelldrehregler 142 und mit der Ausgangsleitung 144 des Verstärkers der ersten Stufe verbunden. Ein erster Zweig weist einen Widerstand 146 auf, der zwischen den Einstelldrehregler 142 und den ersten Widerstand 140 geschaltet ist. Der zweite Zweig weist ein herkömmliches anwendereinstellbares Potentiometer auf, das mit den Elektroden 148 verbunden ist, die mit einem Widerstand 150 und mit einem veränderlichen Einstellregler 142 in Reihe geschaltet sind. Das anwendereinstellbare Potentiometer (nicht gezeigt) dient als ein Empfindlichkeitspotentiometer. Die Empfindlichkeitspotentiometerelektroden 148 weisen eine Schleifkontaktleitung 152, die über eine Induktivität 156 mit der negativen Eingangsleitung 154 des Verstärkers der ersten Stufe ver bunden ist, auf. Die positive Eingangsleitung 158 für den Operationsverstärker der ersten Stufe empfängt von dem Spannungsregler 26, der eine stetige Referenz von 5,25 Volt liefert, ein Spannungsreferenzsignal 160. Die Spannungsreferenzleitung 160 ist außerdem mit einem resistiven Rückkopplungszweig verbunden, der einen zweiten veränderlichen Trimmwiderstand 162 und einen mit der Ausgangsleitung 166 der ersten Verstärkerschaltung verbundenen Festwiderstand 164 aufweist. Der Ausgang 144 des Verstärkers der ersten Stufe ist außerdem über einen Festwiderstand 170 mit der Ausgangsleitung 166 verbunden. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, daß die Konfiguration dieser Verstärkerschaltung der ersten Stufe einen Summierverstärker mit Spannungsverstärkungsfaktor kleiner eins bereitstellt, der den um den Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 138 verstärkten Wert der Signalausgangsleitung 88 von der Widerstandsmeßschaltung 20 und den Wert der Spannungsreferenz 160 miteinander summiert. Die Operationsverstärker 124 und 138 der Schaltung der ersten Stufe sind von dem Typ Modell OP420, hergestellt von Analog Devices, Inc., aus Norwood, Massachusetts. Die Ausgangsleitung 166 dieses summierten, verstärkten Signals ist mit der Verstärkerschaltung 36 der zweiten Stufe verbunden. Die erste Verstärkerschaltung ändert außerdem den Verstärkungsfaktor des Instruments logarithmisch von 1 bis 10, während der veränderliche Widerstand 142 von einem niedrigen auf einen hohen Widerstandswert geändert wird.
Die Verstärkerschaltung 36 der zweiten Stufe weist einen Operationsverstärker 172 des Typs Modell OP90, hergestellt von Analog Devices, Inc., mit einem Rückkopplungszweig mit veränderlichem Widerstand auf. Dieser besondere Verstärkertyp erfordert eine Offset-Kompensation unter Verwendung eines veränderlichen Widerstands 174, der über einen Schleifkontakt 178 mit Masse 176 verbunden ist. Andere Verstärkertypen, die für diesen Zweck geeignet sind, können eine solche Schaltung nicht erfordern. Die Ausgangsleitung 166 der Verstärkerschaltung 34 der ersten Stufe ist mit der positiven Eingangsleitung 180 des Operationsverstärkers 172 der zweiten Stufe verbunden. Eine veränderliche Widerstandsschaltung 42 liefert eine Verstärkungsfaktorrückkopplung an die negative Eingangsleitung 182 des zweiten Verstärkers 172. Die Ausgangsleitung 184 des Verstärkers 172 der zweiten Stufe ist mit einem Gatter 186 mehrerer verriegelter Gatter 186–187 verbunden. Diese Gatter verbinden den Spannungs-Strom-Wandler 38 wahlweise mit der Schaltung 36 der zweiten Stufe und mit der Computerschnittstelle 40. Die Umschaltung wird als Reaktion auf die Auswahl durch den Bediener auf herkömmliche Weise durch die digitale Schaltung 28 ausgeführt.
Die Computerschnittstelle 40 ist über die Verriegelungsgatter 188 und 189 mit der Spannungs-Strom-Schaltung 38 verbunden. Die Computerschnittstelle 40 weist einen Verstärker 190, der ähnlich der Schaltung der zweiten Stufe ist, mit einer E-IN-Signalleitung 192, die von dem Signalbus ausgeht und mit der positiven Eingangsleitung 194 des Verstärkers verbunden ist, auf. Ein erster Kondensator 196 liefert eine gefilterte Rückkopplung und ist zwischen die negative Eingangsleitung und den Ausgang des Verstärkers 190 geschaltet. Ferner ist die negative Eingangsleitung mit einer Spannungsteiler-Rückkopplungsschaltung verbunden, die eine Spannungsreferenz 201, zwei Pull-Up-Widerstände 202 und 203, ein Verriegelungsgatter 188 und einen mit Masse verbundenen dritten Widerstand 204 aufweist. Die Computerschnittstellenleitung E IN 192 empfängt ein Wiedergabesignal oder ein emuliertes Wiedergabesignal einer zuvor aufgezeichneten Sitzung und reproduziert die Ausgabe unter Verwendung des Verstärkers 190 der Computerschnittstelle an der Anzeigerschaltung. Eine Signalleitung E_OUT 206 empfängt von der Anzeigerschaltung 24 Signale, die Änderungen des Widerstands eines lebenden Körpers anzeigen, und sendet die gemessenen Signale an die Computerschnittstelle 40.
Die Spannungs-Strom-Wandlerschaltung 38 weist einen Transistor 208 mit einer Emitterleitung 210, die über den Vorspannungswiderstand 202 und die Verriegelungsgatter 187 und 188 mit dem "hohen" Spannungsniveau 201 verbunden ist, auf. Die Basisleitung 212 ist über einen Pull-Up-Widerstand 214 und zwei Reihendioden 216–217, die in Bezug auf die Basisleitung 212 in Sperrrichtung betrieben werden, mit einer "hohen" Spannung verbunden. Die Dioden 216–217 sind über die Verriegelungsgatter 186 und 189 mit dem Ausgang des Verstärkers 172 der zweiten Stufe bzw. mit der Computerschnittstellenverstärker-Ausgangsleitung verbunden. Die Kollektorleitung des Transistors bildet die mit der Anzeigerschaltung 24 verbundene Ausgangsleitung 221.
Die veränderliche Widerstandsschaltung 42 (4B) weist eine Schaltung 44 des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors und eine Schaltung 46 des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors auf. Wie im Folgenden beschrieben wird, bestimmen Änderungen des niedrigen Spannungspotentials 76 von der Widerstandsmeßschaltung (3), welche dieser veränderlichen Widerstandsschaltungen verwendet werden, um einen veränderlichen Verstärkungsfaktor zu liefern. Die veränderliche Widerstandsschaltung 42 ist über die Leitungen 226 und 228 (4A und 4B) zwischen die negative Eingangsleitung 182 des Operationsverstärkers und über das Verriegelungsgatter 187 den Spannungs-Strom-Wandler 38 und über einen Widerstand 202 die Spannungsversorgung 201 geschaltet. Zwischen der positiven und der negativen Eingangsleitung 180 und 182 verläuft ein Kondensator 223, der eine weitere Dämpfung der HF-Interferenzsignale liefert. Die Schaltung 46 des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors weist vier Schaltungssegmente auf, die zwischen den zwei Leitungen 226 und 228 der veränderlichen Widerstandsschaltung parallel geschaltet sind. Ein erstes Segment weist einen Kondensator 230 auf. Das zweite Segment weist ein verriegeltes Gatter 232 und einen Widerstand 234 auf, das dritte Segment weist ein verriegeltes Gatter 236 und einen Widerstand 238 auf. Die vierte Stufe weist drei Widerstände 240–242 auf, die in Reihe geschaltet sind. Die zwei verriegelten Gatter 232 und 236 werden durch die isolierten Booster-Schaltschaltungen 48 gesteuert. Die Schaltung 44 des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors weist ein getrenntes verriegeltes Gatter 244, das mit der im Folgenden ausführlich diskutierten Kalibrierungsschaltung 50 verbunden ist und drei parallel geschaltete Zweige enthält, auf. Jeder Zweig des Abschnitts des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors weist ein getrenntes verriegeltes Gatter 246, 248 und 250, das mit jeweiligen Widerständen 252, 253 und 254 in Reihe geschaltet ist, die je nach der Einstellung der isolierten Booster-Schaltschaltung 48 wahlweise in Schaltung verbunden sind, auf.
Die Booster-Schaltschaltung 48 weist einen Schalter 256 mit einem Schleifkontakt 258, der zu drei getrennten Einstellungen, niedrig 260, normal 262 und hoch 264, fähig ist, auf. Die Leitungen 260, 262 und 264 sind jeweils alle über jeweilige Pull-Down-Widerstände 268, 267 und 266 mit Masse verbunden. Wenn die Massespannung erfaßt wird, sind die Gatter, an die jede dieser jeweiligen Leitungen angeschlossen ist, geschlossen. Der Schleifkontakt 258 des Schalters 256 weist ein positives oder hohes Spannungsniveau auf. Wenn der Schleifkontakt mit der Hoch-Schaltung 264 oder mit der Normal-Schaltung 262 oder mit der Niedrig-Schaltung 260 verbunden wird, wird die verbundene Leitung auf ein hohes Spannungsniveau gezogen. Wenn das mit der jeweiligen Leitung verbundene Verriegelungsgatter die hohe Spannung erfaßt, öffnet es die verriegelte Schaltung. Die Schaltung des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors ist selbst im Modus des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors immer eingeschaltet. Das Eingabesignal von dem Verstärker der ersten Stufe wird gemäß der niedrigen, der normalen und der hohen Einstellung des Booster-Schalters, der den Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers auf einer linearen Mal-10-Skala ändert, weiter verstärkt. Der Operationsverstärker der zweiten Stufe liefert mittels des Booster-Schalters einen zusätzlichen Verstärkungsfaktor derart, daß der Verstärkungsfaktor in der niedrigen Booster-Stellung mit 1, in der Booster-Stellung NORMAL mit 10 und in der Booster-Stellung HOCH mit 100 multipliziert wird. Außerdem liefert der Operationsverstärker der zweiten Stufe einen Verstärkungsfaktor im Bereich von 0,7 × bis 50 ×, der vollständig unter der Steuerung der MCU steht. Da der Mikrokontroller-gesteuerte Verstärkungsfaktor unabhängig von der Empfindlichkeit und von dem Booster ist, kann er als eine dritte Stufe betrachtet werden. Jede dieser drei Stufen ist derart in den Gesamtverstärkungsfaktor der Schaltung faktorisiert, daß der Ausgabeverstärkungsfaktor das Produkt der drei Stufen ist. Der niedrigste mögliche Verstärkungsfaktor ist 1,0 × 1,0 × 0,7 = 0,7 und der höchste mögliche Verstärkungsfaktor 10 × 100 × 50 = 50.000.
Die Steuerungs- und Rückkopplungsschaltung 50 (4C) liefert als Reaktion auf Änderungen oder eine Bewegung der manuellen Einstellvorrichtung 78 der Widerstandsmeßschaltung 20 eine aktive Kalibrierung des Verstärkers. Die Steuerungs- und Rückkopplungsschaltung 50 ist wie veranschaulicht durch die Leitung 356 (4C), die mit der Leitung 226 (4B) und dem negativen Eingang 182 des Operationsverstärkers 172 in Reihe geschaltet ist, an der negativen Eingangsleitung 182 des Operationsverstärkers mit der veränderlichen Widerstandsschaltung verbunden, während die Steuerungs- und Rückkopplungsschaltung 50 mit der Steuer-Latch-Leitung 272 (4b und 4c) des Verriegelungsgatters 244 des programmierbaren niedrigen/hohen Verstärkungsfaktors verbunden ist. Die Steuerungs- und Rückkopplungsschaltung 50 kann dazu verwendet werden, als Reaktion auf irgendwelche Änderungen in der Schaltung, die eine unerwünschte Eigenschaft in dem gemessenen Signal veranlassen können, eine aktive Kalibrierung zu erzeugen. In der derzeit bevorzugten Ausführungsform überwacht die Steuerungs- und Rückkopplungsschaltung Änderungen der manuellen Einstellvorrichtung 78 und reagiert auf sie. Anhand von 3 und der Widerstandsmeßschaltung ist zu sehen, daß die manuelle Einstellvorrichtung 78 das niedrige Spannungspotential 76 des Spannungsteilers steuert. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, daß Änderungen des niedrigen Spannungspotentials invers die über den Spannungsteiler angelegte Spannung ändern. Während die über den Spannungsteiler angelegte Spannung geändert wird, ändert sich ebenfalls der Arbeitsbereich, der den Maximalwert des gemessenen Signals 88 definiert, invers zu dem Wert auf der Leitung 76 des niedrigen Spannungspotentials. Diese Änderung des Arbeitsbereichs beeinflußt den Anzeigerbereich, der die an der Anzeigerschaltung 24 bereitgestellten Maximalwerte definiert. Um den Anzeigerbereich in der Anzeigerschaltung 24 auf dem kalibrierten konstanten Niveau zu halten, stellt die Rückkopplungs- und Steuerungsschaltung den Rückkopplungsverstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung der zweiten Stufe so ein, daß Änderungen des Arbeitsbereichs des gemessenen Signals 88 kompensiert werden. Ferner ist klar, daß dann, wenn das niedrige Spannungspotential 76 so eingestellt wird, daß es eng auf das obere Spannungsniveau 56 abgestimmt ist, der Spannungsbereich, in dem ein anderer Widerstand gemessen werden kann, sehr schmal ist. Für so schmale Bereiche wird die Schaltung des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors benötigt. Die Rückkopplungs- und Steuerungsschaltung stellt durch Einstellen des Verstärkungsfaktors an der negativen Eingangsleitung des Operationsverstärkers die Operationsverstärkerausgabe in dem gesamten Bereich niedriger Spannungspotentialwerte ein. Um eine Einstellung des Verstärkungsfaktors an der negativen Eingangsleitung des Operationsverstärkers auszuführen und zwischen einem Modus des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors und einem Modus des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors umzuschalten, weist die Rückkopplungs- und Steuerungsschaltung eine Rückkopplungsschaltung 52, eine Steuerungsschaltung 54 und eine Kompensationsschaltung 55 auf.
Die Rückkopplungsschaltung 52 der Rückkopplungs- und Steuerungsschaltung weist eine Leitung, die mit der Leitung 76 des niedrigen Spannungspotentials verbunden ist und die über einen Widerstand 306 mit einer Eingangsleitung 308 niedriger Auflösung zu der MCU verbunden ist, sowie einen Kondensator 310 zur Masse zum Filtern des Signals auf. Die Ausgabe des Widerstands 306 ist außerdem mit der positiven Eingangsleitung 312 eines Operationsverstärkers 314 verbunden. Die negative Leitung 316 des Operationsverstärkers weist eine Verstärkungsfaktorschaltung, die einen resistiven Rückkopplungszweig 318 in Reihe mit einem Potentiometer 324 und einem kapazitiven Zweig 320, der zwischen der negativen Eingangsleitung 316 und der Ausgangsleitung 322 parallel geschaltet ist, aufweist, auf. Das Potentiometer 324 wird durch ein Paar Festwiderstände 326 und 328 und durch einen veränderlichen Widerstand 330 so abgeglichen, daß es den gewünschten Verstärkungs-Offset liefert. Mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 314 hoher Auflösung ist über einen Widerstand 331 eine Eingangsleitung 332 hoher Auflösung verbunden.
Die Kontrollerschaltung 54 weist eine Mikrokontrollereinheit (MCU) 334 des Typs Modell Nr. ST62TIOB6/SWD, hergestellt von SGS Thompson Electronics aus Carrolton, Texas, auf. In diesem besonderen Fall weist die üblicherweise auch als eine Zentraleinheit (CPU) bezeichnete MCU 334 einen ersten Acht-Bit-Port, der durch Software zum Empfang der zwei Ausgangsleitungen 308 und 332 der Rückkopplungsschaltung über die Anschlußstifte 14 bzw. 15 konfiguriert wird, auf. Diese Anschlußstifte sind mit einem in der MCU enthalten internen Analog-Digital-Wandler in Schaltung verbunden, der so skaliert ist, daß er diskrete Änderungen in dem Eingabesignal in dem Bereich von 0 bis 255 inkrementellen Schritten erkennt. Die Eingabe niedriger Auflösung ändert sich ständig, während die manuelle Einstell vorrichtung 78 in einem Bereich von 0,5 bis 6,5 abgefahren wird, der einem Spannungsänderungsbereich von etwa 1,4 Volt bis 5,2 Volt entspricht. Der Eingang hoher Auflösung ist aktiv, wobei sich die Spannung tatsächlich aber erst ändert, wenn die manuelle Einstellvorrichtung 78 über etwa 4,8 Volt ist. Unter diesem Niveau bleibt die Eingabe hoher Auflösung auf etwa 0,7 Volt (einem inkrementellen Spannungsabfall über der Masse). Der Eingabebereich hoher Auflösung wird so kalibriert, daß er 1,00 Volt erreicht, während die manuelle Einstellvorrichtung 78 5,0 erreicht, wobei die Spannung linear weiter auf etwa 5,2 Volt zunimmt, wenn die manuelle Einstellvorrichtung 78 auf 6,5 Volt steigt.
Außerdem weist die Kontrollerschaltung 54 (4C) eine verriegelte Aktivierungsschaltung 336 auf. Der Kontroller 54 wird nur während der Zeitdauer benötigt, in der die manuelle Einstellvorrichtung 78 im Übergang ist. Da diese Aktivität intermittierend ist, weist der Kontroller 54 ein Energiespar-Ruhe-Flipflop 338 auf. Das Flipflop 338 ist ein Flipflop mit RS-Tastung des Typs Modell Nr. 4013B, hergestellt von Motorola. Eine Leitung 340 von der digitalen Schaltung 28 (2) löst ein Verriegelungsgatter aus, das normalerweise auf eine "hohe" Spannung eingestellt ist 341. Wenn die digitale Schaltung 28 eine Änderung der Schleifkontaktleitungs-Ausgabe 91 (3) mit niedrigem Potential erfaßt, ändert sie ein in der Leitung 340 zu der Anzeigerschaltung 24 übertragenes Signal von "hoch" auf "niedrig". Diese Leitung 340 ist ebenfalls mit der Aktivierungsschaltung 336 verbunden. Wenn das Niveau 340 auf Masse oder "niedrig" gezogen wird, ändert das Flipflop 338 die Signalausgabe 342 und sendet an die MCU ein Unterbrechungssignal, das die MCU effektiv "aufweckt".
Die Kontrollerschaltung 54 weist Leistungs- und Masseleitungen 344 und 346 auf, die auf herkömmliche Weise mit den Anschlußstiften 1, 2, 5, 6 und 20 verbunden sind. Mit dem Anschlußstift 7 der MCU ist eine MCU-Rücksetzunterbrechungsschaltung 348 verbunden. Der Rücksetzschalter wird zeitlich so gesteuert, daß er veranlaßt, daß am Anschlußstift 7 ein Rücksetzsignal erscheint, falls es einen Abfall in der Schaltungsleistung gibt. Das Rücksetzen ist so konstruiert, daß es ein-/ausgeschaltet wird, während die Spannung 4,5 Volt übersteigt. Während die Spannung von null steigt und 4,5 erreicht, bleibt das Rücksetzen ausgeschaltet. Wenn die Spannung übersteigt 4,5 Volt, wird das Rücksetzen eingeschaltet und bleibt so lange eingeschaltet, wie die Spannung auf oder über 4,5 Volt bleibt. Falls die Spannung unter 4,5 Volt fällt, wird das Rücksetzen ausgeschaltet und bleibt so lange ausgeschaltet, wie die Spannung unter 4,5 Volt bleibt. Mit den Anschlußstiften 3 und 4 ist ein Taktgeber 350 verbunden, der bei 4 MHz arbeitet und von dem Typ Modell Nr. PX400, hergestellt von Panasonic, ist.
Der Kontroller 54 ist angepaßt, um als Reaktion auf die Rückkopplungsschaltung 52 und gemäß der Steuerung von Software ein Kalibrierungssignal zu erzeugen. Das Kalibrierungssignal wird über die Leitung 356 über die MCU-Anschlußstifte 18 und 19 zu der Kompensatorschaltung 55 gesendet.
Die Kompensatorschaltung 55 der bevorzugten Ausführungsform weist einen digital gesteuerten veränderlichen Widerstand 354 oder ein digitales Potentiometer auf. Das digitale Potentiometer 354 ist von dem Typ Modell Nr. X9C103, hergestellt von Xicor aus Milpitas, Kalifornien. Das digitale Potentiometer 354 empfängt eine Eingabespannung TA_Ref 160, die ein Eingabesignal liefert. Die durch einen mit Masse verbundenen Kondensator 358 wegen HF-Rauschinterferenz gefilterte Ausgangsleitung 357 der veränderlichen Widerstandsschaltung ist bei 226, 4A, mit dem negativen Eingang 182 des zweiten Operationsverstärkers verbunden. Diese Leitung ist auch in den 4A und 4C als Leitung R+ veranschaulicht. Der Widerstand des digitalen Potentiometers 354 ändert sich als Reaktion auf das Kalibrierungssignal von der MCU 334. Die Änderungen des veränderlichen Widerstands dienen dazu, der Wirkung vorhergesagter unerwünschter Eigenschaften in dem gemessenen Signal entgegenzuwirken.
Anhand der 4A, B und C arbeitet die MCU 334 gemäß der Steuerung von Software, die die herkömmliche MCU 334 konfiguriert, mit der Rückkopplungsschaltung 52 und Kompensatorschaltung 54 zusammen, um die Schaltung aktiv zu überwachen, damit sie die Kalibrierungsfunktion ausführt. Das Softwareprogramm weist eine Hauptroutine und elf Subroutinen auf. Bezugnahmen auf TA in den Ablaufplänen entsprechen der manuellen Einstellvorrichtung 78. Im Folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform von jeder beschrieben.
Die Hauptroutine 400 (5A–B) weist eine Initialisierungsroutine, die die Schritte des Einrichtens der Unterbrechungsadressenvektoren 401 und des Konfigurierens der MCU-Hardware und -Ports 402 aufweist, auf. Nachfolgend wird ein Verzögerungszyklus ausgeführt, um zu ermöglichen, daß sich die MCU-Anschlußstiftleitungen auf ihre vorab bestimmten Niveaus stabilisieren. Dieser Zyklus weist einen Zählerinitialisierungsschritt 403 und eine Do-Until-Schleife 404, die für zwei Zyklen eine Verzögerungssubroutine 406 aufruft, auf. Im nächsten Schritt 408 wird das digitale Potentiometer oder digitale Pot. eingestellt. Der Bereich des digitalen Potentiometers wird in 100 inkrementellen Schritten skaliert und es werden ein positiver und ein negativer Grenzwert bestimmt. Nachfolgend wird eine Konfigurationsroutine des digitalen Potentiometers (clkdp) 410 ausgeführt, um einen Anfangswert für den digita len Widerstand einzustellen. Nach der Konfigurationsroutine wird eine Meßgerätetyp-Subroutine (selmeter) 412 ausgeführt. Nach Abschluß der Meßgerätetyp-Subroutine 412 wird die Initialisierungsroutine abgeschlossen und beginnt der aktive Kalibrierungsmodus.
Der aktive Kalibrierungsmodus ist die durch die MCU 334 (4C) ausgeführte Hauptsubroutine und wird während der Zeit, in der die MCU aktiv ist, fortlaufend wiederholt. Zunächst wird das Ruhe-Flipflop in einem TA-Erfassungs-Freigabeschritt 414 so konfiguriert, daß es eine TA-Niveauänderung erfaßt. Nachfolgend wird eine Subroutine der Messung des TA-Potentiometers in niedriger Auflösung (a2d low) 416 aufgerufen. Eine Boost-Einstell-Subroutine (setboost) 418 bestimmt und konfiguriert die Booster-Gatter für programmierbaren hohen oder niedrigen Verstärkungsfaktor. Daraufhin bestimmt eine Modus-Einstell-Subroutine (setmode) 420 intern den Auflösungsmodus auf "hohe" oder "niedrige" Auflösung und stellt ihn ein. Nachfolgend wird in einem Auflösungsprüfschritt 422 der Auflösungsmodus geprüft. Falls das Auflösungsmerkerbit hoch ist, wird eine Subroutine der Messung von TA in hoher Auflösung (a2dhigh) 424 aufgerufen. Andernfalls wird keine Messung vorgenommen. In dem nächsten Schritt bestimmt eine TA-Finde-Subroutine (TA find) 426 den TA-Wert. Nachfolgend bestimmt eine in 5C-1 gezeigte Einstellsubroutine des digitalen Potentiometers (dpset) 428 den Betrag der benötigten Kalibrierung. Nachfolgend wird die clkdp-Routine 430 aufgerufen, um das digitale Potentiometer auf die gewünschte neue Kalibrierungsstellung neu zu konfigurieren. Nach Kalibrierung des Kompensators wird ein Schritt 432 der Prüfung der Änderung des TA-Niveaus ausgeführt. Falls eine Änderung in dem TA-Potentiometer aufgetreten ist, wird in Schritt 434 das Ruhe-Flipflop gelöscht, wobei das Hauptprogramm zu dem TA-Freigabeschritt 414 zurückgekehrt. Andernfalls wird das Hauptprogramm mit einem Flipflop-Neukonfigurationsschritt 436 fortgesetzt, um sicherzustellen, daß das Flipflop richtig konfiguriert ist.
Nachfolgend wird anhand von 5C-1 in Schritt 438 ein Zählerregister für eine Drei-Abtastwert-Do-Schleife konfiguriert. Wie in 5C-2 gezeigt ist, ruft eine Prüfung auf hohe Auflösung, Schritt 440, falls hoch erfaßt wird, eine Subroutine 442 der Messung von TA in hoher Auflösung auf. Andernfalls wird eine Subroutine 444 zum Messen von TA in niedriger Auflösung aufgerufen. Der nächste Schritt 446 speichert den gemessenen Abtastwert im Speicher. Falls es weniger als drei Abtastwerte gibt, kehrt ein Schritt 448 des Dekrementierens des Abtastwertzählers und des Prüfens auf das Ende der Abtastung zu dem Auflösungsprüfschritt zurück. Andernfalls beginnt das Programm mit dem Test der abgetasteten Daten. Der Zweck des Tests ist es zu bestimmen, ob der Bediener die Einstellung der manuellen Einstellvorrich tung auf eine neue Stellung abgeschlossen hat. Wenn zwei beliebige der drei Datenabtastwerte gleich sind, erkennt die MCU, daß der Bediener die Drehung der Vorrichtung abgeschlossen hat und daß die Messung jetzt stabil ist. Obgleich weitere Schritte und weitere Datenabtastungen ausgeführt werden können, um zu bestimmen, ob ein Bediener die Einstellung der manuellen Einstellvorrichtung abgeschlossen hat, weist die bevorzugte Ausführungsform drei Datenbedingungsschritte 450 (5C-2), 452 (5D-1) und 454 (5D-1) auf. In einem ersten Testschritt 450 wird der erste Datenabtastwert mit dem zweiten Datenabtastwert verglichen. Falls der erste und der zweite Datenabtastwert gleich sind, wird der Test angehalten und das Programm mit einem Schritt 456 der Prüfung des TA-Status fortgesetzt (5D-1). Andernfalls wird der Test mit einem zweiten Testschritt 452 fortgesetzt, der den ersten Datenabtastwert mit dem dritten Datenabtastwert vergleicht. Falls der erste und der dritte Abtastwert gleich sind, wird der Test angehalten und das Programm mit dem Schritt 456 der Prüfung des TA-Status fortgesetzt. Andernfalls wird der Test mit einem dritten Testschritt 454 fortgesetzt, der den zweiten Datenabtastwert mit dem dritten Datenabtastwert vergleicht. Falls der zweite und der dritte Datenabtastwert gleich sind, wird das Programm mit dem Schritt 456 der Prüfung des TA-Status fortgesetzt. Andernfalls wird der TA weiter eingestellt, wobei das Programm in dem TA-Freigabeschritt 414 (5B) zum Beginn der Kalibrierungsroutine zurückkehrt.
Falls irgendwelche der Datenabtastwerte gleich sind, was anzeigt, daß die manuelle Einstellung abgeschlossen worden ist und gültige Daten vorhanden sind, wird der Schritt 456 des Prüfens des TA-Status ausgeführt, um durch Prüfen des TA-Flipflop zu bestimmen, ob sich die manuelle Einstellvorrichtung seit der Abtastung bewegt hat. Falls das Flipflop ausgelöst worden ist, wird das Flipflop in Schritt 458 (5D-1) gelöscht und zurückgesetzt, wobei das Programm zu dem TA-Freigabeschritt 414 zurückkehrt. Andernfalls wird der Kompensator in der aufgeführten Folge erneut kalibriert: die a2d low 416 (5B), die setboost-Subroutine 460 (5D-1), die tafind-Subroutine 462 (5D-1), die dpset-Subroutine 464 (5D-2) und die clkdp-Subroutine 466 (5D-2). Nachfolgend wird das TA-Flipflop erneut auf Bewegung geprüft 468 (5D-2). Im Fall einer Bewegung wird das TA-Flipflop gelöscht 470, wobei das Programm zu dem TA-Freigabeschritt 414 zurückkehrt. Andernfalls tritt das Programm in den Ruhemodus 472 ein, um Leistung zu sparen und Rauschen zu verhindern. Ein aktiver Teil der MCU-Hardware überwacht das Eingabesignal von dem TA-Flipflop. Falls eine Unterbrechung empfangen wird, "wacht" die MCU in Schritt 474 "auf" und kehrt zu dem Schritt 468 der Prüfung auf TA-Bewegung zurück. Somit erhält die Hauptroutine die Kalibrierung der Verstärkerschaltung.
Es wurde festgestellt, daß der Ruhemodus nützlich ist, da die MCU 334 andernfalls die Verstärkerschaltung fortlaufend kalibrieren würde. Dies würde zu periodischen Sprüngen in der Anzeigerschaltungsausgabe führen, die nicht mit der Widerstandsmeßschaltung zusammenhängen würden. Der Ruhemodus eliminiert die zufälligen Sprünge und stabilisiert die Kompensatorschaltung, indem er die Kontrollerschaltung während stabiler Perioden in Ruhe versetzt.
Wie oben in Bezug auf die Hauptroutine diskutiert wurde, führen die Subroutinen spezifische Aufgaben innerhalb der Hauptroutine aus. Diese Subroutinen werden in der Reihenfolge beschrieben, in der sie in dem Hauptprogramm aufgerufen werden.
Die Verzögerungssubroutine (dly-1-Subroutine) 480 weist einen Schritt 482 des Ladens eines konstanten Zählers für eine Do-Schleife, einen Schritt 484 des Dekrementierens des Zählers und einen Schritt 486 des Prüfens auf das Ende der Schleife auf. Nach Abschluß der Schleife für die geforderte Anzahl von Zyklen kehrt die Subroutine zu dem Programm zurück, das sie aufgerufen hat.
In dem Initialisierungsteil des Hauptprogramms wird die Meßgerätauswahl-Subroutine (selmeter-Subroutine) 440 aufgerufen. Die Rückkopplungs- und Steuerungsschaltung der Erfindung kann an irgendeinem der vorher vorhandenen Widerstands-Änderungsmeßer unter Verwendung eines Spannungsteilers oder einer Widerstandsbrücke der zuvor beschriebenen und durch Literaturhinweis eingefügten Typen ausgeführt werden. Die Schaltung und die Software der Erfindung können so konfiguriert werden, daß sie entweder, wie in der bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht ist, mit einer Spannungsteilerschaltung oder mit einer Widerstandsbrückenschaltung arbeiten. Die Meßgerätauswahl-Subroutine prüft einen Portanschlußstift an der MCU. Dieser Anschlußstift wird je nach dem Typ der verwendeten Widerstandsmeßschaltung entweder auf eine "hohe" oder auf eine "niedrige" Spannung gezogen. Die Meßgerätauswahl-Subroutine 490 weist einen Anschlußstiftprüfschritt 492 auf. Falls der Anschlußstift "hoch" ist, wird ein Initialisierungsschritt 494 für die Spannungsteilerschaltung ausgeführt. Andernfalls wird ein Initialisierungsschritt 496 für die Widerstandsbrückenschaltung ausgeführt. Nach Abschluß eines der beiden Initialisierungsschritte kehrt das Programm zu dem Hauptprogramm zurück.
Die a2dlow-Subroutine 500 mißt das TA-Niveau in einem Modus niedriger Auflösung. Die Subroutine weist einen Initialisierungsschritt 502 auf, um den internen Analog-Digital-Wandler der MCU für den Modus niedriger Auflösung einzustellen. Nachfolgend wird in Schritt 504 eine Analog-Digital-Wandler-Subroutine (a2d-Subroutine) aufgerufen. Nach der Rückkehr wird der Analog-Digital-Wandler zurückgesetzt, Schritt 506, wobei die Subroutine zu dem Programm zurückkehrt, das sie aufgerufen hat.
Die a2dhigh-Subroutine 510 mißt das TA-Niveau in dem Modus hoher Auflösung. Die Subroutine weist einen Initialisierungsschritt 512 auf, um den internen Analog-Digital-Wandler der MCU für den Modus hoher Auflösung einzustellen. Nachfolgend wird die a2d-Subroutine aufgerufen 514. Nach der Rückkehr wird der Analog-Digital-Wandler zurückgesetzt 516, wobei die Subroutine zu dem Programm zurückkehrt, das sie aufgerufen hat.
Die Verwendung der Modi hoher und niedriger Auflösung ermöglicht, daß der interne 8-Bit-Analog-Digital-Wandler effektiv als ein 12-Bit-Analog-Digital-Wandler arbeitet, der für den gesamten Spannungsbereich von 0–5,2 Volt erforderlich ist, wo die niedrige Auflösung in dem Bereich von 1–4,8 Volt und die hohe Auflösung in dem Bereich von 4,8–5,2 Volt liegt. In dem Modus niedriger Auflösung fühlt der A-D-Wandler die TA-Schleifkontaktspannung direkt ab, so daß der Spannungsbereich von 1,4 Volt bis 5,2 Volt Dezimalwerten von etwa 67 bis 255 entspricht. Im Modus hoher Auflösung sieht der A-D-Wandler einen Eingabebereich von 1,0 Volt bis 5,2 Volt, der etwa dem Bereich von 4,8 Volt bis 5,2 Volt an dem TA-Schleifkontakt entspricht, der wiederum Dezimalwerten von 49 bis 255 entspricht.
Wenn die a2d-Subroutine 520 durch die a2dlow-Subroutine, Schritt 500, aufgerufen wird, wandelt sie in einem Schritt 522 des gemessenen analogen Signals das am Anschlußstift 14 der MCU gemessene analoge Signal in einen digitalen Wert um, während sie das am Anschlußstift 15 der MCU gemessene analoge Signal in einen digitalen Wert umwandelt, wenn sie durch die a2dhigh-Subroutine, Schritt 510, aufgerufen wird. Daraufhin tritt die a2d-Subroutine 520 in einen Wartemodus 522 ein, um zu ermöglichen, daß der MCU-Analog-Digital-Wandler die Wandlung abschließt. Nach Abschluß der Wandlung erzeugt die MCU eine Unterbrechung 524, die einen Adressenvektor zu einer a2dint-Subroutine 528 aufweist. Die a2dint-Subroutine 528 gewinnt die Analog-Digital-Daten wieder und speichert sie und schließt die verwandte Hardware 530 ab. Die a2dint-Subroutine kehrt zu der a2d-Subroutine zurück, die ihrerseits zu der Subroutine zurückkehrt, die sie aufgerufen hat.
Die Booster-Einstell-Subroutine 540 schaltet den Booster-Widerstand in der veränderlichen Widerstandsschaltung zwischen dem Abschnitt des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors und dem Abschnitt des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors der veränderlichen Widerstandsschaltung um. Die Booster-Einstell-Subroutine weist einen Test des Spannungspotentials auf, um zu bestimmen, ob die TA-Analog-Digital-Einstellung in dem Modus hoher Auflösung oder in dem Modus niedriger Auflösung ist. Falls der Modus hoher Auflösung eingestellt ist, Schritt 542, springt das Programm zu einem Schritt 544 des aktiven programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors. Andernfalls findet ein zusätzlicher Test statt. In diesem Fall springt ein Schritt 546 des Vergleichs des TA-Niveaus mit einem Grenzwert des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors zu dem Schritt 544 des aktiven programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors, falls das TA-Niveau höher als der Grenzwert des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors ist. Andernfalls wird ein zusätzlicher Test ausgeführt. In diesem Fall springt ein Schritt 548 des Vergleichs des TA-Niveaus mit einem Grenzwert des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors zu dem Schritt 550 des aktiven programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors, falls das TA-Niveau niedriger als der Grenzwert des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors ist. Andernfalls geht das Programm zu einem Schritt 544 des aktiven programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors. Die Subroutine konfiguriert 552 sowohl für den Schritt 544 des aktiven programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors als auch für den Schritt 550 des aktiven programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors die Latch-Leitung des programmierbaren Verstärkungsfaktors auf die entsprechende hohe oder niedrige Einstellung. Daraufhin kehrt die setboost-Routine zu dem Programm zurück, das sie aufgerufen hat.
In der derzeit bevorzugten Ausführungsform ist der Grenzwert des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors kleiner als der Grenzwert des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, daß der beschriebene Ablaufplan in diesen Fällen keinen Vergleich mit dem Wert des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors erfordern würde, da das TA-Niveau für diesen Test immer kleiner als der Grenzwert des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors ist. Allerdings ist der Grenzwert des programmierbaren hohen Verstärkungsfaktors in einer alternativen Ausführungsform kleiner als der Grenzwert des programmierbaren niedrigen Verstärkungsfaktors. Diese Einstellung veranlaßt, daß bei Umschalten zwischen den Einstellungen eine Hysteresefunktion auftritt. Dies ist nützlich, um unerwünschte Sprünge in der Ablesung der Anzeigerschaltung zu verhindern.
Die setmode-Subroutine 560 stellt den Analog-Digital-Wandlermodus entweder auf den Modus hoher Auflösung oder auf den Modus niedriger Auflösung ein. Die Subroutine enthält einen Vergleich des TA-Niveaus mit dem Grenzwert hoher Auflösung 562. Falls das TA-Niveau höher als der Grenzwert hoher Auflösung ist, stellt das Programm den Hochauflösungs-Bitmerker auf hoch oder logisch wahr 564. Andernfalls stellt das Programm das Hochauflösungsbit auf tief oder falsch 566. Nach Einstellen des Hochauflösungs-Bitmerkers kehrt das Programm zu dem Programm zurück, das es aufgerufen hat.
Die tafind-Subroutine 570 verwendet das TA-Niveau, um die Kalibrierung zu bestimmen, die erforderlich ist, um irgendwelche unerwünschten Eigenschaften in den von der Widerstandsmeßschaltung ausgegebenen Signalen zu eliminieren. In der derzeit bevorzugten Ausführungsform fühlt die aktive Kalibrierung das TA-Niveau ab, um Änderungen der TA-Einstellung zu erfassen. Im Fall des Spannungsteilers nimmt der Programmspannungsbereich, von dem die Änderung des Widerstands gemessen werden kann, in direkter Beziehung zu Zunahmen des gepufferten TA-Spannungsniveaus ab. Wenn das TA-Niveau größer als der bevorzugte TA-Ohm-Bereich von 5 kOhm bis 12,5 kOhm wird oder ihn übersteigt, nimmt die Amplitude des Signals, das Änderungen des Widerstands eines lebenden Körpers darstellt, dementsprechend unerwünscht ab. Die tafind-Subroutine überwindet dieses Problem dadurch, daß sie unter Verwendung von Nachschlagetabellen ein Einstellniveau in der veränderlichen Widerstandsschaltung bestimmt, um diese Änderungen zu kompensieren und dementsprechend die Rückkopplung in der Verstärkerschaltung so einzustellen, daß die Änderung der TA-Spannung kompensiert wird und die Kalibrierung des gemessenen Signals erhalten wird. Die tafind-Subroutine 570 enthält den Einrichtungsschritt 572, der die richtige Nachschlagetabelle für die Widerstandsmeßschaltung entweder vom Spannungsteilertyp oder vom Widerstandsbrückentyp lokalisiert. Nachfolgend prüft ein Schritt 574 der Prüfung auf hohe Auflösung, ob die Vorrichtung in hoher oder niedriger Auflösung ist. Falls sie in hoher Auflösung ist, wird im Speicherschritt 576 der Abschnitt der Nachschlagetabelle für hohe Auflösung lokalisiert. Nachfolgend lädt die MCU in einem Vorbereitungsschritt 578 das TA-Niveau und die Nachschlagetabellenwerte in den Speicher. Daraufhin wird das TA-Niveau in einem TA-Prüfungsschritt 580 gegenüber dem TA-Indexwert getestet. Die Tabellenwerte werden durch die MCU in der Reihenfolge vom niedrigsten zum höchsten gelesen. Falls das TA-Niveau niedriger als der Index ist, wird der nächste TA-Indexwert geladen 582, wobei die Routine zu dem Testschritt 580 zurückkehrt. Andernfalls wird in einem Nachschlageschritt 584 der entsprechende Wert des digitalen Potentiometers geladen. Daraufhin lädt ein Schritt 586 des Än derns der Einrichtung des digitalen Potentiometers die zum Ändern des Widerstands in dem digitalen Potentiometer benötigten Werte. Daraufhin kehrt die Subroutine zu dem Programm zurück, das sie aufgerufen hat.
Die dpset-Subroutine 590 konfiguriert die MCU zum Einstellen des digitalen Potentiometers. Die Subroutine 590 weist einen Registerladeschritt 592, einen Schritt 594 des Berechnens eines neuen Platzes und einen Prüfschritt 596, um zu bestimmen, ob der neue Wert höher oder niedriger ist, auf. Falls der Wert höher ist, wird ein Richtungsmerker-Einstellschritt 598 ausgeführt, um ihn nach oben zu bewegen, während andernfalls ein Richtungsmerker-Einstellschritt 600 ausgeführt wird, um ihn nach unten zu bewegen. Nachfolgend werden die Werte geladen, um die Kalibrierung des digitalen Potentiometers 602 zu beginnen. Daraufhin kehrt die Subroutine zu dem Programm zurück, das sie aufgerufen hat.
Die clkdp-Subroutine 610 kalibriert das digitale Potentiometer als Reaktion auf das von dem TA-Potentiometer gemessene Spannungsniveau. Die Subroutine weist einen Richtungsmerker-Prüfschritt 612 auf. Falls der Merker hoch ist, wird dem digitalen Potentiometer signalisiert, heraufzuzählen 614. Falls der Merker tief ist, wird dem digitalen Potentiometer signalisiert, herunterzuzählen 616. Nachfolgend wird eine Prüfung 618 auf keine Bewegung ausgeführt. Falls die Änderung null ist, kehrt die Subroutine zu dem Programm zurück, das sie aufgerufen hat. Andernfalls wird das digitale Potentiometer initialisiert 620, um mit dem ändern des veränderlichen Widerstands zu beginnen. Dem digitalen Potentiometer wird signalisiert, die während des Richtungsprüfschritts bestimmte Richtung inkrementell um eine Einheit zu ändern. Die inkrementelle Änderung unter Verwendung des bevorzugten digitalen Potentiometers ist 100 Ohm. Nachfolgend wird die Verzögerungssubroutine 624 aufgerufen, um zu ermöglichen, daß das Signal durch das digitale Potentiometer empfangen und verarbeitet wird. Wenn der Zähler, wenn er dekrementiert und geprüft wird 626, größer als null ist, kehrt das Programm zum Signalisierungsschritt 622 zurück und rückt das digitale Potentiometer einen weiteren inkrementellen Schritt vor. Wenn der Zähler null erreicht, wird das Programm abgeschlossen und kehrt zu dem Programmschritt zurück, der es aufgerufen hat.
Aus der obigen Offenbarung ist klar, daß die Erfindung verwendet werden kann, um den Verstärker aktiv auf irgendeine bekannte vorab bestimmte unerwünschte Eigenschaft zu kalibrieren. Dies kann erreicht werden, nachdem die Eigenschaft identifiziert worden ist und wenn die Eigenschaft einem meßbaren Bereich in den internen Signalen entspricht. Der Mikroprozessor enthält "Nachschlagetabellen" von Verstärkungsfaktor-Kompensationsfaktoren, die im Speicher gespeichert sind und die empirisch durch Messen der Amplitude einer gegebenen Widerstandsänderung für jeden gewählten Punkt des Gesamteingabewiderstands abgeleitet wurden. Anhand dieser Kompensationsfaktoren können die benötigten Verstärkungsfaktoren und ihre entsprechenden Rückkopplungswiderstände berechnet werden, wodurch eine Tabelle niedriger Spannungspotentiale (76) in Abhängigkeit von in dem veränderlichen Widerstand 42 festgestellten Verstärkungsfaktorwiderständen festgestellt werden kann.
Im Betrieb wird die Vorrichtung dadurch initialisiert, daß die Trimmsteuerung 60 (3), die Booster-Schaltschaltung 48 (4B) und die Empfindlichkeitssteuerung (nicht gezeigt) so eingestellt werden, daß das niedrige Spannungspotential 76 (3) für den 5-kOhm-Messgerät-Prüfwiderstand 68 abgeglichen ist. Daraufhin wird ein lebender Körper über die externen Leitungen 64 und 66 der Widerstandsmeßschaltung verbunden. Um die Schaltung gemäß dem Gesamtwiderstand des lebenden Körpers abzugleichen, wird die manuelle Einstellvorrichtung 78 bewegt, bis das niedrige Spannungspotential 76 ein Gleichgewicht mit dem Gesamtwiderstand in dem lebenden Körper erreicht. Während der Zeit, in der das niedrige Spannungspotential 76 geändert wird, um ein Gleichgewicht mit dem Gesamtwiderstand in dem lebenden Körper zu erreichen, liefert die Rückkopplungsschaltung 52 (2 und 4C) an die Steuerungsschaltung 54 die Änderungen des niedrigen Spannungspotentials 76. Die Steuerungsschaltung 54, die normalerweise im Ruhemodus ist, wacht auf die Bewegung der manuellen Steuervorrichtung 78, wie sie durch die digitale Schaltung 28 signalisiert wird, auf. Die Steuerungsschaltung 54 überwacht die Bewegung der manuellen Steuervorrichtung 78, bis die Einstellung abgeschlossen worden ist. Nach Abschluß der Einstellung bestimmt die Steuerungsschaltung 54 unter Verwendung der Nachschlagetabelle den Verstärkungsfaktor-Einstellwert und signalisiert der Kompensatorschaltung 56, daß sie den Verstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung einstellen soll. Der Verstärkungsfaktor wird eingestellt, um die unerwünschte Eigenschaft, daß die Empfindlichkeit als Reaktion auf Zunahmen des niedrigen Spannungspotentials 76 abnimmt, zu eliminieren. Der Verstärkungsfaktor wird automatisch eingestellt, so daß die Empfindlichkeit unabhängig von Änderungen des niedrigen Spannungspotentials 76 auf einem konstanten Niveau gehalten wird.
Eine alternative Ausführungsform der Kalibrierungsschaltung weist in der Verstärkerschaltung einen spannungsgesteuerten Operationsverstärker (nicht gezeigt) auf. In dieser Ausführungsform ist das niedrige Spannungspotential 76 mit dem Steuerspannungseingang des Verstärkers verbunden. Der Verstärker kann mit einer negativen Eingangsleitung und Ausgangsleitung in Reihe an der Ausgangsleitung angeordnet sein, die der Leitung 130 (4A) des Span nungsfolgers entspricht. Die positive Eingangsleitung wäre mit einer konstanten Quelle hoher Spannung verbunden. Dieser Operationsverstärker kalibriert den Verstärkungsfaktor des Verstärkers proportional zu Änderungen des niedrigen Spannungspotentials. Ein Operationsverstärker des für diesen Zweck geeigneten Typs ist das Modell Nr. VCA610, hergestellt von Burr Brown aus Tucson, Arizona.
In einer zweiten alternativen Ausführungsform der Kalibrierungsschaltung kann die manuelle Einstellvorrichtung 78 ein herkömmliches Doppelpotentiometer aufweisen, in dem ein zweiter Widerstand mit einem nichtlinearen, zu dem Wert des veränderlichen Widerstands 82 (3) inversen Widerstandswert inkrementell eingestellt werden kann. Das zweite Potentiometer würde zwischen die Referenzspannung (4C) und die negative Eingangsleitung der zweiten Operationsverstärkerschaltung (4B) geschaltet.
Eine weitere Ausführungsform, in der die Hochfrequenzinterferenz weiter verringert sein kann, weist einen hochfrequenz-isolierenden Anstrich auf, mit dem die Innenoberfläche eines Gehäuses für die Erfindung beschichtet ist. Eine für diesen Zweck geeignete Farbe wird von der Sandstrom Products Co., Port Byron, IL, hergestellt und als Modell Sanpro A405, auch bekannt als Silberling-EMI/RFI-Abschirmungsbeschichtungsfarbe, verkauft.
Obgleich die Erfindung in Verbindung mit den derzeit für am praktischsten und meisten bevorzugt gehaltenen Ausführungsformen beschrieben wurde, soll die Erfindung selbstverständlich nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern soll im Gegensatz dazu verschiedene in dem Erfindungsgedanken enthaltene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen umfassen, die in den beigefügten Ansprüchen enthalten sind und deren Umfang möglichst umfassend interpretiert werden soll, so daß alle solche Änderungen und äquivalenten Strukturen darin enthalten sind.

Claims

Vorrichtung zum Anzeigen von Änderungen des Widerstandes eines lebenden Körpers, mit einer Widerstandsmeßschaltung (20) mit externen Leitungen, einer mit der Widerstandmeßschaltung (20) verbundenen Verstärkerschaltung (30), einer mit der Verstärkerschaltung (30) verbundenen Anzeigerschaltung (24) und einer mit der Verstärkerschaltung (30) verbundenen Empfindlichkeitseinstellungsschaltung (42), dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmeßschaltung (20) angepaßt ist, um elektrische Widerstände eines lebenden Körpers in einem ersten Bereich von relativ niedrigen, veränderlichen elektrischen Widerständen des lebenden Körpers zu messen, um elektrische Widerstände eines lebenden Körpers in einem zweiten Bereich von relativ hohen, veränderlichen elektrischen Widerständen des lebenden Körpers zu messen und um ein gemessenes Signal zu erzeugen; die Verstärkerschaltung (30) angepaßt ist, um das gemessene Signal auf ein wahrnehmbares Niveau zu verstärken; die Anzeigerschaltung (24) angepaßt ist, um das gemessene Signal in einer wahrnehmbaren Form zu erzeugen; und die Empfindlichkeitseinstellungsschaltung (42) ausgebildet ist, um die Empfindlichkeit der Anzeigerschaltung (24) für eine in der Widerstandsmeßschaltung gemessene hohe Einstellung des veränderlichen Widerstandes des lebenden Körpers im zweiten Bereich automatisch zu erhöhen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeitseinstellungsschaltung (42) ausgebildet ist, um die Empfindlichkeit der Anzeigerschaltung (24) für einen in der Widerstandsmeßschaltung (20) gemessenen niedrigen veränderlichen Widerstand im ersten Bereich automatisch einzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeitseinstellungsschaltung (42) eine Steuerungsschaltung (54) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeitseinstellungsschaltung (42) einen Doppelpotentiometer umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeitseinstellungsschaltung (42) einen spannungsgesteuerten Operationsverstärker umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmeßschaltung (20) einen manuell einstellbaren Potentiometer (82, 94) umfaßt und daß die Verstärkerschaltung (30) eine Kalibrierungsschaltung (50) umfaßt, welche angepaßt ist, um den Verstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung als Reaktion auf die manuelle Einstellungsbewegung des manuell einstellbaren Potentiometers (82, 94) automatisch einzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierungsschaltung (50) eine Rückkopplungsschaltung (52), welche mit der Widerstandsmeßschaltung (20) ansprechend verbunden ist und angepaßt ist, um ein eine gemessene Eingabe darstellendes Signal zu empfangen; eine Steuerungsschaltung (54), welche mit der Rückkopplungsschaltung (52) ansprechend verbunden ist und angepaßt ist, um mittels des gemessenen Eingabesignals einen Kompensationswert zu bestimmen; und eine Kompensatorschaltung (55), welche auf die Steuerungsschaltung (54) ansprechbar ist und angepaßt ist, um den Verstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung (30) mittels des Kompensationswertes einzustellen, um einen im Wesentlichen konstanten Amplitudengang zu halten, umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierungsschaltung (50) eine Rückkopplungsschaltung (52) umfaßt, welche eingepaßt ist, um Signale zu empfangen, welche den Gesamtwiderstand eines lebenden Körpers darstellen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierungsschaltung (50) eine Steuerungsschaltung (54) umfaßt, welche mit der Rückkopplungsschaltung (52) verbunden ist und angepaßt ist, um aus dem gemessenen Signal ein Kompensationssignal zu ermitteln, welches einer Änderung im Verstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung (30) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsschaltung (54) eine Kompensatorschaltung (55) umfaßt, welche beim Empfangen angepaßt ist, das Kompensationssignal zu empfangen und die Verstärkerschaltung (30) einzustellen, um einen im Wesentlichen konstanten Amplitudengang zu halten.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierungsschaltung (50) ein mittels der Steuerungsschaltung (54) ausführbares Softwareprogramm umfaßt, welches Mittel zum Lesen von Signalen des bekannten Zustands von der Rückkopplungsschaltung (52); Mittel zum Absehen und Ermitteln einer Reaktion auf eine ungewünschte Eigenschaft mittels Signalen, welche den bekannten Zustand darstellen; Mittel zum Erzeugen einer Reaktion auf die unerwünschte Eigenschaft; und Mittel zum Einstellen der Kompensatorschaltung (55) zum Eliminieren der unerwünschten Eigenschaft umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Absehen und Ermitteln einen Ruhemodus umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Absehen und Ermitteln in dem bekannten Zustand Erfassungsstabilität aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsschaltung (54) einen Analog-Digital-Wandler (334) umfaßt und daß die Mittel zum Absehen und Ermitteln Mittel zum Lesen von Daten umfassen, welche vom Analog-Digital-Wandler (334) erzeugt wurden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere manuell steuerbare Vorrichtungen, jeweils mindestens eine elektrisch leitende Leitung, welche sich von der Widerstandsmeßschaltung (20), der Verstärkerschaltung (30) und der Anzeigerschaltung (24) erstreckt, und mindestens eine Induktivität in der Widerstandsmeßschaltung (20) und in der Verstärkerschaltung (30), um die durch die Schaltungen geleitete Funk- Interferenz zu vermindern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein die Widerstandsmeßschaltung (20), die Verstärkerschaltung (30) und die Anzeigerschaltung (24) um fassendes Gehäuse und einen das Gehäuse beschichtenden hochfrequenz-isolierenden Anstrich.
Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Computerschnittstelle (40), welche angepaßt ist, um ein simuliertes gemessenes Signal zur Verfügung zu stellen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung (30) einen Operationsverstärker (172) mit einem in Schaltung zwischen dem positiven und dem negativen Eingang mit dem Operationsverstärker (172) verbundenen Kondensator (223) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsschaltung (50) einen Mikrokontroler (334), welche angepaßt ist, um Signale von der Rückkopplungsschaltung (52) zu empfangen und einen Analog-Digital-Wandler (334), welcher angepaßt ist, um diskrete Änderungen in den Signale aus der Rückkopplungsschaltung (52) zu erkennen, umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsschaltung (50) eine Aktivierungsschaltung (336) umfaßt, welche angepaßt ist, um die Steuerungsschaltung (50) beim Übergang des manuell einstellbaren Potentiometers (82, 94) zu aktivieren.
Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Mikrokontroller (334) in der Steuerungsschaltung (50), der angepaßt ist, um Rückkopplungssignale von der Rückkopplungsschaltung (52) zu empfangen und computerimplementierte Software, welche angepaßt ist, um den Mikrokontroller (334) zu konfigurieren und als Reaktion ein Kalibrationssignal auf die Rückkopplungssignale zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Kompensiererschaltung (55), welche einen digitalen Potentiometer (354) umfaßt und angepaßt ist, um der Verstärkerschaltung (30) ein Kalibrations-Eingabesignal zur Verfügung zu stellen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Mikrokontroller (334) in der Kalibrationsschaltung (50) und eine computerimplementierte Software, welche angepaßt ist, um die Kalibrationsschaltung (50) zu konfigurieren, fortlaufend Änderungen des manuell einstellbaren Potentiometers (82, 94) zu erfassen und einen Auflösungsmodus aus einem Satz vorab bestimmter Auflösungsmoden zu bestimmen und einzustellen.
Verfahren zum Halten eines im Wesentlichen konstanten Amplitudengangs für ein gegebenes gemessenes Eingabesignal, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Vorsehen einer Vorrichtung zum Anzeigen von Änderungen des Widerstandes eines lebenden Körpers mit einer Widerstandsmeßschaltung (20) zum Erzeugen eines gemessenen Eingabesignals; einer mit der Widerstandsmeßschaltung (20) verbundenen Verstärkerschaltung (30) zum Empfangen des gemessenen Eingabesignals zur Erzeugung eines anzeigenden Signals; einer mit der Verstärkerschaltung (30) verbundenen Anzeigerschaltung (24) zum visuellen Darstellen des Wertes des anzeigenden Signals; und einer mit der Verstärkerschaltung (30) verbundenen Empfindlichkeitseinstellungsschaltung (42) zum Bestimmen der Änderung des anzeigenden Signals als Reaktion auf eine Änderung im gemessenen Eingabesignal; gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Initialisieren der Widerstandsmeßschaltung (20) und der Verstärkerschaltung (30); Verbinden eines lebenden Körpers mit der Widerstandsmeßschaltung (20); Feststellen des Gesamtwiderstandes im lebenden Körper; und Einstellen der Verstärkungsfaktoren der Verstärkerschaltung (30) gemäß eines vorab bestimmten Verhältnisses, so daß ein im Wesentlichen konstanter Amplitudengang im anzeigenden Signal für eine gemessene Änderung des Widerstandes erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch manuelles Einstellen eines Potentiometers (82, 94) als Teil des Feststellens des Gesamtwiderstandes; und Setzen eines Auflösungsmodus zum Feststellen des Gesamtwiderstandes des lebenden Körpers auf einen von mehreren vorab bestimmten Auflösungsmoden.
Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch ein weiteres Einstellen des Verstärkungsfaktors der Verstärkerschaltungen (30) mittels Abstimmen vorab bestimmter Kompensationsfaktorsignalen mit vorab bestimmten Widerstandsänderungswerten, welche Änderungen des Gesamtwiderstandes im lebenden Körper entsprechen.