ES2256883T3 - Sistema para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo. - Google Patents

Abstract

UN SISTEMA PARA MEDIR CAMBIOS EN LA RESISTENCIA DE UN CUERPO VIVO, INCLUYE UN CIRCUITO MEDIDOR DE RESISTENCIAS (20), UN CIRCUITO AMPLIFICADOR (30), Y UN CIRCUITO INDICADOR (24), EN EL QUE EL CIRCUITO AMPLIFICADOR (30) INCLUYE UN CIRCUITO DE CALIBRACION (50), PARA DAR UNA RESPUESTA EN AMPLITUD GENERALMENTE CONSTANTE A UNA ENTRADA MEDIDA DADA.

Description

Sistema para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo.

Campo técnico

Esta invención se refiere a un dispositivo mejorado para indicar y medir variaciones en la resistencia de un cuerpo vivo.

Técnica anterior

Con la llegada del dispositivo de Lafayette R. Hubbard para medir e indicar cambios en un cuerpo vivo, se hizo disponible la capacidad de discernir pequeños cambios en la resistencia de un cuerpo vivo a través de mediciones electromecánicas. Ese dispositivo incluye, normalmente, un circuito de medición de resistencia, un circuito amplificador y un circuito indicador. Aunque está adaptado adecuadamente a su fin deseado de detectar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo, no podía indicar de manera precisa los cambios medidos. Varias mejoras han intentado superar este inconveniente, descrito e ilustrado en la patente estadounidense número 3.290.589 y en la patente estadounidense número 4.459.995. Tales dispositivos funcionan para generar una señal representativa de pequeñas mediciones en la resistencia de un cuerpo vivo. Esto se amplifica entonces en una señal apreciable y útil sobre un indicador perceptible a un ser humano, tal como un visor visual. Un problema con estos dispositivos es que características no deseadas en la señal pueden enmascarar o notificar falsamente pequeñas mediciones. Estas características no deseadas pueden ser ocasionadas por interferencias de radiofrecuencias y/o por no-linealidades en el dispositivo en sí. Por consiguiente, existe una necesidad para un dispositivo que pueda indicar de manera más precisa cambios en la resistencia de un cuerpo vivo.

El documento US 3.971.365 da a conocer un sistema de medición de la impedancia para medir e indicar la impedancia de un sujeto biológico tal como una o más extremidades humanas. La disposición mide un valor basal de impedancia del sujeto que se está midiendo e indica variaciones temporales en el valor basal. Una señal de excitación que se obtiene a partir de una fuente de una señal eléctrica se acopla al sujeto mediante electrodos de excitación y la señal de salida del sujeto resultante se detecta mediante electrodos receptores. La disposición está configurada de modo que cualquier variación en una señal anulada será indicativa de variaciones en la impedancia del sujeto.

El documento US 5.109.855 da a conocer un aparato para dar a conocer las propiedades y cambios en cuerpos usando una fuente de corriente alterna que tiene un terminal que se conecta directa o indirectamente al cuerpo que se va a examinar. Se proporciona un dispositivo de medición eléctrico que se acopla entre otro terminal de la fuente de corriente alterna y un electrodo de detección que se mueve sobre la superficie del cuerpo. La disposición está diseñada para detectar faltas de homogeneidad en cuerpos vivos o muertos, de humanos o de animales, mediante tensiones y corrientes eléctricas de radiofrecuencia de pequeña magnitud.

Descripción de la invención

Es un objeto general de la presente invención indicar de manera precisa pequeños cambios en la resistencia de un cuerpo vivo.

Se consiguen objetivos según la presente invención mediante un dispositivo tal como se define en la reivindicación 1, y mediante un método tal como se define en la reivindicación 24.

Es un objeto específico de la presente invención eliminar características no deseadas en la señal que representa la resistencia de un cuerpo vivo.

Es una característica de la presente invención incluir un circuito de calibrado activo para proporcionar una respuesta de amplitud normalmente constante a una determinada entrada medida.

Es una ventaja de la presente invención que la sensibilidad del dispositivo se mantiene a un nivel constante.

De acuerdo con los objetos, las características y las ventajas de la presente invención, se proporciona un dispositivo indicador o medidor de resistencia eléctrica mejorado que comprende un circuito de medición de la resistencia que tiene cables conductores de entrada conectados a un cuerpo vivo para producir señales de medición representativas de la resistencia de un cuerpo vivo. Un circuito amplificador recibe las señales de medición y las amplifica hasta un nivel perceptible. Un circuito indicador recibe las señales amplificadas y proporciona las señales de medición en una forma perceptible. La presente invención incluye ventajosamente dispositivos pasivos y activos para eliminar las características no deseadas en la señal de medición.

Una característica de la presente invención es un circuito de calibrado activo. El circuito de calibrado funciona para proporcionar una respuesta de amplitud normalmente constante en el circuito indicador para un cambio dado de resistencia del circuito de medición de la resistencia. En la realización preferida del circuito de calibrado, una parte de circuito de realimentación y una parte de circuito de control monitorizan de manera cooperativa el funcionamiento del dispositivo y anticipan variaciones en la respuesta de amplitud en el circuito indicador. Se incluye también un compensador para adaptar o calibrar el circuito amplificador para explicar las variaciones de amplitud anticipadas.

Otros objetos y ventajas de la invención se harán evidentes con la siguiente descripción detallada que se hace en relación a los dibujos adjuntos, en los que:

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un diagrama de bloques funcionales de un dispositivo convencional para medir la resistencia de un cuerpo vivo;

la figura 2 muestra un diagrama de bloques funcionales de un dispositivo de la presente invención;

la figura 3 muestra un diagrama de bloques funcionales de un circuito de medición de resistencia preferido de la presente invención;

la figura 4A muestra un diagrama de bloques funcionales de un circuito amplificador preferido de la presente invención;

la figura 4B muestra un diagrama de bloques funcionales de un circuito de refuerzo y de un circuito de resistencia variable;

la figura 4C muestra un diagrama de bloques funcionales de un circuito de control y de realimentación;

la figura 5A-5D representan un diagrama de flujo de una rutina de software principal;

la figura 6 muestra un diagrama de flujo de una rutina de retardo;

la figura 7 muestra un diagrama de flujo de una rutina de selección de medidor;

la figura 8 muestra un diagrama de flujo de una rutina de baja resolución de analógico a digital;

la figura 9 muestra un diagrama de flujo de una rutina de alta resolución de analógico a digital;

la figura 10 muestra un diagrama de flujo de una rutina de conversión de analógico a digital;

la figura 11 muestra un diagrama de flujo de una rutina de interrupción de analógico a digital;

la figura 12 muestra un diagrama de flujo de una rutina de refuerzo programable establecida;

la figura 13 muestra un diagrama de flujo de una rutina de modo de resolución establecida;

la figura 14 muestra un diagrama de flujo de una rutina de encontrar potencial de baja tensión;

la figura 15 muestra un diagrama de flujo de una rutina de selección de resistencia digital; y

la figura 16 muestra un diagrama de flujo de una rutina de cambio de resistencia digital.

Aplicabilidad industrial

Con referencia a las figuras por motivos de ilustración, la presente invención puede utilizarse en combinación con cualquier circuito de tres etapas convencional para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo. Con referencia a la figura 1, tales dispositivos usan normalmente un circuito 20 de medición de la resistencia para transformar las resistencias medidas a lo largo de un cuerpo vivo en señales de medición. El circuito de medición de la resistencia se conecta al circuito 22 amplificador que amplifica la señal medida hasta un nivel perceptible. Un circuito 24 indicador conectado al circuito 22 amplificador produce la señal medida en una forma perceptible. El circuito 20 de medición de la resistencia puede conseguir tales mediciones usando un circuito puente o divisor de tensión de tipo convencional para medir la resistencia de un cuerpo vivo. Un circuito de tres etapas que incorpora un circuito puente del tipo adecuado para este fin se da a conocer en la patente estadounidense número 4.702.259, la patente estadounidense número 4.459.995 y la patente estadounidense número 3.290.589, cada una de las cuales se incorpora por referencia en el presente documento. Un circuito de tres etapas que incorpora un circuito divisor de tensión del tipo adecuado para este fin se incorpora en el dispositivo "HUBBARD PROFESSIONAL MARK SUPER VII" fabricado y comercializado por Hubbard Electrometer Manufacturing de Los Angeles, CA.

La realización se hizo basándose en las combinaciones conocidas mencionadas anteriormente, de que el circuito requería medios para aumentar automáticamente la sensibilidad para niveles de resistencia altos y el ajuste automático para niveles de resistencia bajos. Esta mejora prevé una respuesta de amplitud constante en el circuito 24 indicador.

Mejor modo de realización de la invención

La realización preferida actualmente, ilustrada en el diagrama de bloques funcionales de la figura 2, incorpora las características inventivas a un circuito Hubbard Professional Mark Super VII™ convencional. Tal circuito usa adicionalmente un regulador 26 de tensión para establecer niveles estables de tensión de corriente continua en todo el circuito eléctrico. Se usa un circuito 28 digital controlado por un microprocesador (no se muestran estos elementos convencionales) para hacer un seguimiento de las señales provistas por cables 31 provenientes del circuito 20 de medición de resistencia, mantener una visualización de fecha y hora y mantener varias funciones de conmutación convencionales. Unos cables 32 de visualización proporcionan señales para pantallas de visualización convencionales de reloj LCD y de seguimiento de señal ubicados en el circuito 24 indicador. El circuito digital puede ser también del tipo dado a conocer en la patente estadounidense número 4.702.259. Otros cables 33 se extienden desde el circuito 26 regulador de tensión, el circuito 20 de medición de la resistencia y el circuito 30 amplificador y se conectan de manera convencional a varios controles manuales convencionales (no mostrados). Estos cables pueden interceptar señales de radio causando así interferencia de radiofrecuencia (RF). En la realización preferida de la presente invención, el cuadro del circuito incluye inductores 35 que se extienden desde los cables 37 de escobilla de los controles manuales. Tales controles manuales pueden incluir un conmutador de función, un potenciómetro de baja tensión, un potenciómetro de baja tensión remoto, una resistencia de ajuste variable y un control de sensibilidad.

Según la presente invención, el circuito 30 amplificador incluye normalmente dos etapas de amplificado. Un primer circuito 34 de amplificado para recibir y amplificar de manera logarítmica la señal medida. Un segundo circuito 36 de amplificado conectado a la salida del primer circuito 34 de amplificado para adaptar y amplificar la ganancia de la señal medida. Una interfaz 40 de ordenador proporciona opcionalmente una entrada al circuito 38 convertidor de tensión a corriente para usos en los que se desee una señal medida simulada. Un circuito 38 convertidor de tensión a corriente conectado a la salida del segundo circuito amplificador modifica la señal medida en una forma que pueda usar el circuito 24 indicador. El circuito 38 convertidor de tensión a corriente proporciona también una realimentación al segundo amplificador y a la interfaz 40 de ordenador. Un circuito 42 de resistencia variable conecta con el segundo circuito 36 amplificador y proporciona una señal de realimentación de amplificador para amplificar la señal medida del circuito 20 de medición de la resistencia. El circuito 42 de resistencia variable incluye segmentos 46 y 44 de ganancia programables altos y bajos. Un circuito 48 de conmutación de refuerzo aislado conecta con el circuito 42 de resistencia variable para un ajuste de ganancia manual. Conectado también al circuito 42 de resistencia variable está el circuito 50 de calibrado. El circuito 50 de calibrado funciona como medio de calibrado para ajustar la salida del circuito amplificador. En la realización actualmente preferida, el circuito 50 de calibrado incluye un circuito 52 de realimentación, un circuito 54 controlador y un circuito 55 compensador.

El circuito de medición de la resistencia de la realización preferida (figura 3) es del tipo divisor de tensión. En un circuito divisor de tensión, un potencial 56 de alta tensión está conectado en serie con una primera resistencia 58 divisora de tensión. La primera resistencia puede usar una resistencia 60 variable para ajustar o desplazar el primer valor de resistencia. Un conmutador 62 de comprobación de medidor convencional seleccionado manualmente o bajo el control del circuito 28 digital opcionalmente conmuta la trayectoria del circuito divisor de tensión entre un par de cables 66 y cable 64 externos para la conexión a un cuerpo vivo y una resistencia 68 de 5 k ohmios que funciona como una resistencia de comprobación en lugar de un cuerpo vivo. Los electrodos convencionales destinados a conectarse a un cuerpo vivo se unen mediante una clavija (no mostrada). Cuando la clavija está físicamente insertada los cables 64 y 66 externos están destinados a estar conectados con un cuerpo vivo. Cuando se retira la clavija, un segundo conmutador 70 conecta el cable 66 de alto potencial a la resistencia 68 de 5 k ohmios. Adicionalmente, un condensador 72 conecta entre los cables 64 y 66 externos en serie con una bobina 86 de inductancia. La bobina 86 de inductancia y el condensador 72 funcionan para reducir las interferencias en la señal. Una segunda resistencia divisora de la tensión se forma entre el conmutador de comprobación del medidor y un cable 88 de salida. Una tercera resistencia 74 divisora de la tensión conecta en serie entre el cable 88 de salida y un potencial 76 de baja tensión.

El valor del potencial de baja tensión puede ajustarse manualmente usando un dispositivo 78 de ajuste manual. Preferiblemente, el dispositivo 78 de ajuste manual incluye un cable 80 de escobilla de un potenciómetro 82 conectado entre una alta tensión y una baja tensión. El circuito del cable 80 de escobilla incluye una bobina 87 de inductancia que está conectada normalmente en serie a través de un circuito 90 de conmutación analógico a un cable 91 y a un condensador 92 que conecta a tierra para minimizar la interferencia. El dispositivo 78 de ajuste manual puede ser normalmente un potenciómetro 82 incorporado o un potenciómetro 94 externo. El potenciómetro 94 externo se conecta también a través de cables 96 y 98 de alta y baja tensión y un cable 100 de escobilla con el circuito de conmutación analógico. La resistencia 94 variable externa incluye también un \overline{REM} o un cable 102 de señal remota y un cable 104 de tierra. El circuito 90 de conmutación analógico que puede incluir convencionalmente un conmutador manual o un divisor de tensión y enganches conectados a un conmutador analógico (no mostrado) que activa selectivamente el potenciómetro interno o externo. En el segundo caso, la selección del potenciómetro se realiza según el estado de tensión del cable 102 de señal del \overline{REM}. La señal se mantiene "alta" cuando se usa el potenciómetro 82 interno y se conecta a tierra 104 mediante un cable 106 en el potenciómetro externo. Los valores de tensión de la escobilla 91, y los valores de alta 108 y baja 100 tensión del potenciómetro en uso se envían al circuito 28 digital (figura 2) para computar las lecturas digitales de la señal del potenciómetro. El cable 91 de salida de la escobilla se envía a través de un circuito 112 intermedio de señal que comprende un seguidor de tensión para evitar la pérdida de tensión en el potencial 76 de baja tensión.

Con referencia a la ilustración de las figuras 4A, B y C, el primer circuito 34 amplificador recibe la señal medida proporcionada por el cable 88 de salida de la señal del circuito de medición de la resistencia. El primer circuito 34 amplificador incluye un amplificador 124 operativo (amp-op) que tiene una entrada 126 positiva conectada al cable 88 de salida de la señal desde el circuito 20 de medición de la resistencia (figura 1). El amp-op 124 está configurado como un seguidor de tensión con un cable 128 de realimentación que se extiende desde el cable 130 de salida del amp-op hasta la entrada 132 negativa. Un condensador 134 conecta entre las entradas 126 y 132 positiva y negativa para ayudar a atenuar la interferencia por RF en la señal medida. El cable 130 de salida del amp-op en paralelo con un bucle 136 de realimentación proporciona la entrada negativa a un amp-op 138 que funciona como el amplificador de primera etapa. Una resistencia 140 conecta en serie con la salida 130 del seguidor de tensión. La resistencia 140 conecta con un potenciómetro 142 ajustado previamente y el cable 144 de salida del amplificador de primera etapa a través de dos ramas resistivas paralelas. Una primera rama incluye una resistencia 146 conectada entre el potenciómetro 142 ajustado previamente y la primera resistencia 140. La segunda rama incluye un potenciómetro ajustable por el usuario convencional que conecta en los electrodos 148 conectados en serie con una resistencia 150 y la resistencia 142 variable ajustada previamente. El potenciómetro ajustable por el usuario (no mostrado) funciona como un potenciómetro de sensibilidad. Los electrodos 148 del potenciómetro de sensibilidad incluyen un cable 152 de escobilla conectado al cable 154 de entrada negativo del amplificador de primera etapa a través de una bobina 156 de inductancia. El cable 158 de entrada positivo para el amp-op de primera etapa recibe una señal 160 de referencia de tensión desde el regulador 26 de tensión que proporciona una referencia estable de 5,25 voltios. El cable 160 de referencia de tensión se conecta también con una rama de realimentación resistiva que incluye una segunda resistencia 162 variable ajustada previamente y una resistencia 164 fija conectadas al cable 166 de salida del primer circuito amplificador. La salida 144 del amplificador de primera etapa se conecta también al cable 166 de salida a través de una resistencia 170 fija. Los expertos en la técnica observarán que la configuración de este circuito amplificador de primera etapa proporciona un amplificador de suma atenuado que suma el valor del cable 88 de la señal de salida del circuito 20 de medición de resistencia amplificado por la ganancia del amplificador 138 operativo y el valor de la referencia 160 de tensión. Los amplificadores 124 y 138 operativos del circuito de primera etapa son del tipo modelo OP420 fabricado por Analog Devices, Inc. de Norwood, Massachussets. El cable 166 de salida de esta señal amplificada sumada conecta con el circuito 36 amplificador de segunda etapa. El circuito amplificador de primera etapa también varía la ganancia del instrumento de 1 a 10 de manera logarítmica cuando la resistencia 42 variable cambia de un valor de resistencia bajo a uno
alto.

En el circuito 36 amplificador de segunda etapa un amplificador 172 operativo del tipo modelo OP90 fabricado por Analog Devices, Inc. se incluye con una rama de realimentación de resistencia variable. Este tipo de amplificador en particular requiere una compensación de desfase usando una resistencia 174 variable conectada a tierra 176 mediante una escobilla 178. Otros tipos de amplificadores adecuados para este fin pueden no requerir tal circuito. El cable 166 de salida del circuito 34 amplificador de primera etapa está conectado al cable 180 de entrada positivo del amp-op 172 de segunda etapa. Un circuito 42 de resistencia variable proporciona una realimentación de ganancia al cable 182 de entrada negativo del segundo amplificador 172. El cable 184 de salida del amplificador 172 de segunda etapa conecta con una puerta 186 de una pluralidad de puertas 186-187 enganchadas. Estas puertas conectan selectivamente el convertidor 38 de tensión a corriente con el circuito 36 amplificador de segunda etapa y la interfaz 40 de ordenador. La conmutación se consigue por medio del circuito 28 digital en respuesta a la selección por el operador de manera convencional.

La interfaz 40 de ordenador conecta a través de las puertas 188 y 189 de enganche con el circuito convertidor 38 de tensión a corriente. La interfaz 40 de ordenador incluye un amplificador 190 similar al circuito de segunda etapa con un cable 192 de señal ENT-E que se extiende desde el bus de señal y conecta con el cable 194 de entrada positivo del amplificador. Un primer condensador 196 proporciona una realimentación filtrada y se conecta entre el cable de entrada negativo y la salida del amplificador 190. El cable de entrada negativo conecta además con un circuito de realimentación divisor de tensión que incluye una referencia 201 de tensión, dos resistencias 202 y 203 elevadoras de tensión, una puerta 188 de enganche y una tercera resistencia 204 conectada a tierra. El cable 192 de la interfaz ENT E de ordenador recibe una señal de reproducción o una señal de reproducción emulada de una sesión grabada anteriormente y duplica la salida en el circuito indicador usando el amplificador 190 de la interfaz de ordenador. Un cable 206 SAL_E de señal recibe señales que indican cambios en la resistencia de un cuerpo vivo desde el circuito 24 indicador y transmite las señales medidas a la interfaz 40 de ordenador.

El circuito convertidor 38 de tensión a corriente incluye un transistor 208 que tiene un cable 210 emisor conectado al nivel 201 de "alta" tensión por medio de la resistencia 202 de derivación y las puertas 187 y 188 de enganche. El cable 212 base conecta a una "alta" tensión mediante una resistencia 214 elevadora de tensión y dos diodos 216-217 en serie de derivación inversa con respecto al cable 212 base. Los diodos 216-217 conectan por medio de enganches 186 y 189 a la salida del amplificador 172 de segunda etapa y al cable de salida del amplificador de la interfaz de ordenador, respectivamente. El cable colector del transistor forma el cable 221 de salida que conecta con el circuito 24 indicador.

El circuito 42 de resistencia variable (figura 4B) incluye un circuito 44 bajo de ganancia programable y un circuito 46 alto de ganancia programable. Cambios en el potencial 76 de baja tensión en el circuito de medición de la resistencia (figura 3) dictaminan cuáles de estos circuitos de resistencia variable se usarán para proporcionar una ganancia variable en la manera que se describirá a continuación. El circuito 42 de resistencia variable conecta a través de cables 226 y 228 (figuras 4A y 4B) entre el cable 182 de entrada negativo del amp-op y a través de la puerta 187 de enganche al convertidor 38 de tensión a corriente y a la fuente 201 de tensión a través de una resistencia 202. Un condensador 223 se extiende entre los cables 180 y 182 de entrada positivo y negativo proporcionando una mayor atenuación de las señales de interferencia RF. El circuito 46 alto de ganancia programable incluye cuatro segmentos de circuito conectados en paralelo entre los dos cables 226 y 228 del circuito de resistencia variable. Un primer segmento incluye un condensador 230. El segundo segmento incluye una puerta 232 enganchada y una resistencia 234, el tercer segmento incluye una puerta 236 de enganche y una resistencia 238. La cuarta etapa incluye tres resistencias 240-242 conectadas en serie. Las dos puertas 232 y 236 enganchadas están controladas mediante los circuitos 48 de conmutación de refuerzo aislados. El circuito 44 bajo de ganancia programable incluye una puerta 224 enganchada conectada con el circuito 50 de calibrado que se trata en detalle más adelante y que incluye tres ramas conectadas en paralelo. Cada rama de la parte baja de ganancia programable incluye una puerta 246, 248 y 250 de enganche separada, conectada en serie con resistencias 252, 253 y 254 respectivas conectadas selectivamente en circuito dependiendo del ajuste del circuito 48 de conmutación de refuerzo aislado.

El circuito 48 de conmutación de refuerzo incluye un conmutador 256 con una escobilla 258 capaz de tres ajustes separados bajo 260, normal 262 y alto 264. Los cables 260, 262 y 264 están todos conectados a tierra a través de respectivas resistencias 268, 267 y 266 reductoras de tensión, respectivamente. Las puertas a las que se une cada uno de estos respectivos cables se cierran cuando se detecta la tensión de tierra. La escobilla 258 del conmutador 256 incluye un nivel de tensión positivo o alto. Cuando la escobilla se conecta con el circuito alto 264, normal 262 o bajo 260, el cable conectado se atrae hacia un nivel de tensión alto. La puerta de enganche conectada con el cable correspondiente abrirá el circuito enganchado cuando detecte la alta tensión. El circuito alto de ganancia programable está siempre encendido, incluso en el modo bajo de ganancia programable. La señal de entrada del amplificador de primera etapa se amplifica adicionalmente según los ajustes bajo, normal y alto del conmutador de refuerzo que cambia la ganancia del amp-op en una escala lineal de 10. El amp-op de segunda etapa proporciona una ganancia adicional mediante el conmutador de refuerzo de modo que la ganancia se multiplica por 1 en la posición de refuerzo baja, por 10 en la posición de refuerzo NORMAL y por 100 en la posición de refuerzo ALTA. Además, el amp-op de segunda etapa proporciona una ganancia que va desde 0,7x hasta 50x que está totalmente bajo el control de la MCU. Ya que la ganancia microcontrolada es independiente de la sensibilidad y del refuerzo, puede concebirse como una tercera etapa. Cada una de estas tres etapas se factoriza en la ganancia global del circuito de modo que la ganancia de salida es el producto de las tres etapas. La ganancia más baja posible es 1,0 x 1,0 x 0,7 = 0,7 y la ganancia más alta posible es 10 x 100 x 50 = 50,000.

El circuito 50 (figura 4C) de control y realimentación proporciona un calibrado activo del amplificador como respuesta a cambios o a movimiento en el dispositivo 78 de ajuste manual del circuito 20 de medición de la resistencia. El circuito 50 de control y realimentación está conectado con el circuito de resistencia variable en el cable 182 de entrada negativo del amp-op tal como se ilustra con el cable 356 (figura 4C) que se conecta en serie con el cable 226 (figura 4B) y la entrada 182 negativa del amp-op 172 y el circuito 50 de control y realimentación está conectado en el cable 272 de enganche de control (figuras 4b y 4c) de la puerta 244 de enganche baja/alta de ganancia programable. El circuito 50 de control y realimentación puede usarse para proporcionar una calibrado activa como respuesta a cualquier cambio en el circuito que pueda causar una característica no deseada en la señal medida. En la realización actualmente preferida el circuito de control y realimentación monitoriza y reacciona a cambios en el dispositivo 78 de ajuste manual. Con referencia a la figura 3 y el circuito de medición de la resistencia puede observarse que el dispositivo 78 de ajuste manual controla el potencial 76 de baja tensión del divisor de tensión. Los expertos en la técnica apreciarán que los cambios en el potencial de baja tensión cambian de manera inversa la tensión aplicada a través del divisor de tensión. Al cambiarse la tensión aplicada a través del divisor de tensión, el intervalo operativo que define los valores máximos de la señal 88 medida cambia también de manera inversa al valor en el cable 76 de potencial de baja tensión. Este cambio en el intervalo operativo afecta el intervalo indicador que define los valores máximos proporcionados en el circuito 24 indicador. Para mantener el intervalo indicador a un nivel calibrado y constante en el circuito 24 indicador, el circuito de control y realimentación ajusta la ganancia de realimentación del circuito amplificador de segunda etapa para compensar los cambios en el intervalo operativo de la señal 88 medida. Se apreciará, además, que cuando se ajusta el potencial 76 de baja tensión para ajustarse de manera estrecha al nivel 56 de tensión más alto, el intervalo de tensión en el que puede que se mida la diferencia en la resistencia es muy pequeño. Para intervalos tan pequeños se necesita el circuito alto de ganancia programable. A lo largo del intervalo de valores de bajo potencial de tensión, el circuito de control y realimentación ajusta la salida del amp-op ajustando la ganancia en el cable de entrada negativo del amp-op. Para realizar el ajuste de ganancia en el cable de entrada negativo del amp-op y para cambiar entre un modo alto de ganancia programable y un modo bajo de ganancia programable, el circuito de control y realimentación incluye un circuito 52 de realimentación, un circuito 54 de control y un circuito 55 compensador.

El circuito 52 de realimentación del circuito de control y realimentación incluye un cable que está conectado al cable 76 de potencial de baja tensión y que está conectado a través de una resistencia 306 a un cable 308 de entrada de baja resolución al MCU e incluye un condensador 310 conectado a tierra para filtrar la señal. La salida de la resistencia 306 está también conectada al cable 312 de entrada positivo de un amp-op 314. El cable 316 negativo del amp-op incluye un circuito de ganancia que incluye una rama 318 de realimentación resistiva en serie con un potenciómetro 324 y una rama 320 capacitiva conectada en paralelo entre el cable 316 de entrada negativo y el cable 322 de salida. El potenciómetro 324 está equilibrado por un par de resistencias 326 y 328 fijas y una resistencia 330 variable para proporcionar la desviación amplificadora deseada. Un cable 332 de entrada de alta resolución está conectado a la salida del amp-op 314 de alta resolución a través de la resistencia 331.

El circuito 54 de control incluye una unidad 334 de microcontrolador (MCU) del tipo modelo Nº ST62TIOB6/SWD fabricado por SGS Thompson Electronics de Carrolton, Texas. En este caso en particular la MCU 334, denominada también comúnmente unidad central de procesamiento (CPU), incluye un primer puerto de 8 bits configurado por software para recibir los dos cables 308 y 322 de salida del circuito de realimentación a través de las clavijas 14 y 15, respectivamente. Estas clavijas se conectan en un circuito a un conversor interno de analógico a digital que está incluido dentro de la MCU y que está escalado para reconocer cambios discretos en la señal de entrada en el intervalo de pasos incrementales de 0 a 255. La entrada de baja resolución cambia continuamente cuando el dispositivo 78 de ajuste manual se gira en un intervalo desde 0,5 hasta 6,5, que corresponde a un intervalo de tensión de aproximadamente 1,4 voltios hasta 5,2 voltios. La entrada de alta resolución está activa pero la tensión no cambia realmente hasta que el dispositivo 78 de ajuste manual esté por encima de aproximadamente 4,8 voltios. Por debajo de ese nivel la entrada de alta resolución se mantiene alrededor de 0,7 voltios (un paso incremental de tensión por encima de tierra). El intervalo de entrada de alta resolución se calibra para que alcance 1,00 voltios cuando el dispositivo 78 de ajuste manual alcanza 5,0 y la tensión continúa aumentando linealmente hasta aproximadamente 5,2 voltios cuando el dispositivo 78 de ajuste manual aumenta hasta los 6,5 voltios.

El circuito 54 de control (figura 4C) incluye también un circuito 336 de activación enganchado. El controlador 54 tan sólo se necesita durante el periodo en el que el dispositivo 78 de ajuste manual está en transición. Dado que esta actividad es intermitente, el controlador 54 incluye un circuito 338 basculante de suspensión para ahorro de energía. El circuito 338 basculante es un circuito basculante de ajuste-reajuste del tipo modelo Nº 4013B fabricado por Motorola. Un cable 340 del circuito 28 digital (figura 2) activa una puerta 341 de enganche normalmente establecida con una tensión "alta". Cuando el circuito 28 digital detecta un cambio en la salida 91 del cable de escobilla de bajo potencial (figura 3), cambia una señal de "alta" a "baja" transmitida en el cable 340 al circuito 24 indicador. Este cable 340 está también conectado al circuito 336 de activación. Cuando el nivel 340 se trae hacia tierra o el circuito 338 basculante "bajo" cambia la salida 342 de la señal y envía una señal de interrupción a la MCU que de hecho "despierta" la MCU.

El circuito 54 de control incluye cables 344 y 346 de potencia y de tierra conectados en las clavijas 1, 2, 5, 6 y 20 de una manera convencional. Un circuito 348 de reajuste de interrupción de MCU está conectado a la clavija 7 de la MCU. El conmutador de reajuste está temporizado para causar que ocurra una señal de reajuste en la clavija 7 de la MCU si hubiese una caída en la potencia del circuito. El reajuste está diseñado para que cambie de encendido a apagado cuando la tensión pasa de 4,5 voltios. Al aumentar la tensión desde cero y aproximarse a 4,5 el reajuste se mantiene apagado. Cuando la tensión pasa por encima de 4,5 voltios el reajuste se enciende y permanece encendido mientras que la tensión se mantenga a o por encima de 4,5 voltios. El reajuste se apaga si la tensión cae por debajo de 4,5 voltios y se mantiene apagado mientras que la tensión se mantenga por debajo de 4,5 voltios. Un reloj 350 que opera a 4 Mhz está conectado a las clavijas 3 y 4 y es del tipo modelo Nº PX400 fabricado por Panasonic.

El controlador 54, como respuesta al circuito 52 de realimentación y bajo el control de software es operativo para generar una señal de calibrado. La señal de calibrado se envía a través del cable 356 a través de las clavijas 18 y 19 de la MCU al circuito 55 compensador.

El circuito 55 compensador de la realización preferida incluye una resistencia 354 variable controlada digitalmente, o potenciómetro digital. El potenciómetro 354 digital es del tipo modelo Nº X9C103 fabricado por Xicor de Milpitas, California. El potenciómetro 354 digital recibe una tensión 160 TA_Ref de entrada que proporciona una señal de entrada. El cable 357 de salida del circuito de resistencia variable, filtrado para interferencias de ruido RF mediante un condensador 358 que está conectado a tierra, está conectado a la entrada 182 negativa del segundo amplificador operativo en 226, figura 4A. Este cable está también ilustrado como cable R+ en las figuras 4A y 4C. La resistencia del potenciómetro 354 digital cambia como respuesta a la señal de calibrado desde la MCU 334. Los cambios en la resistencia variable sirven para contrarrestar el efecto de características no deseadas predichas en la señal medida.

Con referencia a las figuras 4A, B y C, la MCU 334 coopera con el circuito 54 compensador y de realimentación 52 bajo el control de software que configura la MCU 334 convencional para monitorizar activamente el circuito para realizar la función de calibrado. El programa de software incluye una rutina principal y once subrutinas. Las referencias a TA en los diagramas de flujo corresponden al dispositivo 78 de ajuste manual. Se describe a continuación la realización preferida de cada uno.

La rutina 400 principal (figuras 5A-B) incluye una rutina de inicialización que incluye las etapas de establecer los vectores 401 de dirección de interrupción y configurar el hardware y los puertos 402 de la MCU. Entonces se ejecuta un ciclo de retardo para permitir que los cables de clavija de la MCU se estabilicen hasta sus niveles predeterminados. Este ciclo incluye una etapa 403 de contador inicial y un bucle 404 de realizar-hasta (do-until) que llama a una subrutina 406 de retardo para dos ciclos. En la etapa 408 siguiente, se ajusta el potenciómetro digital o el pot. digital. El intervalo del potenciómetro digital se escala en 100 etapas incrementales y se determinan límites positivos y negativos. Entonces se ejecuta una rutina 410 de configuración de potenciómetro digital (clkdp) para establecer un valor inicial para la resistencia digital. Tras la rutina de configuración se ejecuta una subrutina 412 de tipo medidor (selmedidor). Al completarse la subrutina 412 de tipo medidor se completa la rutina de inicialización y comienza el modo de calibrado activa.

El modo de calibrado activa es la subrutina principal realizada por la MCU 334 (figura 4C) y se repite continuamente durante el tiempo que está activa la MCU. Primero se configura el circuito basculante de suspensión para detectar un cambio de nivel TA en una etapa 414 de habilitación de detección de TA. Seguidamente, se llama a una subrutina 416 de medición de potenciómetro de TA a resolución de bajo nivel (a2d bajo). Una subrutina 418 de ajustar refuerzo (aj-refuerzo) determina y configura las puertas de refuerzo para una ganancia programable alta o baja. Una subrutina 420 de ajuste de modo (ajmodo) determina y ajusta entonces el modo de resolución internamente a una resolución "alta" o "baja". Seguidamente, se verifica el modo de resolución en una etapa 422 de verificación de resolución. Si el bit indicador de resolución está alto, se llama a una subrutina de medición de TA en alta resolución (a2dalto). De lo contrario, no se realiza medición alguna. En la etapa siguiente, una subrutina 426 de encontrar TA (enc TA) determina el valor de TA. A continuación, tal como se muestra en la figura 5C-1 una subrutina 428 de ajustar de un potenciómetro digital (ajustardp) determina la cantidad de calibrado necesaria. Seguidamente, se llama a la rutina 430 clkdp para reconfigurar el potenciómetro digital a la nueva posición de calibrado deseada. Tras el calibrado del compensador, se realiza una etapa 432 de verificación de cambio en nivel de TA. Si ha habido un cambio en el potenciómetro de TA, se borra el circuito basculante de suspensión en la etapa 434 y el programa principal vuelve a la etapa 414 de habilitar TA. De lo contrario, el programa principal continúa con una etapa 436 de reconfigurar el circuito basculante para asegurar que el circuito basculante está configurado de manera adecuada.

Seguidamente, con referencia a la figura 5C-1, se configura un registro de contador en la etapa 438 para un bucle realizar (do-loop) de tres muestras. Tal como se muestra en la figura 5C-2, una etapa 440 de verificación de alta resolución, si detecta alto, llama a una subrutina 442 de medir TA en alta resolución. De lo contrario, se llama a la subrutina 444 de medir TA en baja resolución. La siguiente etapa 446 almacena la muestra medida en la memoria. Una etapa 448 de contador de muestras de decremento y de verificación de fin de etapa de muestreo vuelve a la etapa de verificación de resolución si hay menos de tres muestras. De lo contrario, el programa inicia pruebas con los datos muestreados. El fin de las pruebas es determinar si el operario ha completado el ajuste del dispositivo de ajuste manual a una nueva posición. La MCU reconoce que el operario ha completado la rotación del dispositivo y la medición es ahora estable cuando cualquiera de dos de las tres muestras de datos son iguales. Mientras que pueden realizarse otras etapas y otras muestras de datos para determinar si un operario ha completado el ajuste del dispositivo manual de ajuste, la realización preferida incluye tres etapas 450 (figura 5C-2), 452(figura 5D-1) y 454(figura 5D-1) de condiciones de datos. En una primera etapa 450 de verificación, la primera muestra de datos se compara con la segunda muestra de datos. Si la primera y la segunda muestras de datos son iguales, se paran las pruebas y el programa continúa a una etapa 456 de verificación de estado TA (figura 5D-1). De lo contrario, continúan las pruebas con una segunda etapa 452 de pruebas que compara la primera muestra de datos con la tercera muestra de datos. Si la primera y la tercera muestras son iguales, se para las pruebas y el programa continúa con la etapa 456de verificación de estado TA. De lo contrario, continúan las pruebas con una tercera etapa 454 de pruebas que compara la segunda muestra de datos con la tercera muestra de datos. Si la segunda y la tercera muestra de datos son iguales el programa continúa con la etapa 456 de verificación de estado TA. De lo contrario, el TA se está ajustando aún y el programa vuelve al principio de la rutina de calibrado en la etapa 414 de habilitar TA (figura 5B).

Si cualquiera de las muestras de datos son iguales, indicando que se ha completado el ajuste manual y que se está ante datos válidos, se realiza la etapa 456 de verificar estado TA para determinar si el dispositivo de ajuste manual se ha movido desde el muestreo comprobando el circuito basculante de TA. Si se ha disparado el circuito basculante, se borra el circuito basculante y se reajusta en la etapa 458 (figura 5D-1) y el programa vuelve a la etapa 414 habilitar TA. De lo contrario, se calibra de nuevo el compensador en la secuencia enumerada: el a2d bajo 416 (figura 5B), la subrutina 460 de ajustar refuerzo (figura 5D-1), la subrutina 462 de encontrar TA (figura 5D-1), la subrutina 464 ajdp (figura 5D-2) y la subrutina 466 clkdp (figura 5D-2). Seguidamente, se comprueba 468 de nuevo el circuito basculante de TA para determinar si ha habido movimiento (figura 5D-2). Si ha habido movimiento, se borra 470 el circuito basculante de TA y el programa vuelve a la etapa 414 de habilitar TA. De lo contrario, el programa entra en el modo 472 suspendido para ahorrar energía y evitar ruido. Una parte activa del hardware de la MCU monitoriza la señal de entrada del circuito basculante de TA. Si se recibe una interrupción, la MCU se despierta en la etapa 474 y vuelve a la etapa 468 de verificación de movimiento de TA. De este modo, el programa principal mantiene el calibrado del circuito amplificador.

El modo suspendido se encontró útil ya que de lo contrario la MCU 334 calibraría constantemente el circuito amplificador. Esto resultaba en saltos periódicos en la salida del circuito indicador que no estaba relacionado con el circuito de medición de la resistencia. El modo suspendido eliminó los saltos aleatorios y estabilizó el circuito compensador suspendiendo el circuito controlador durante los periodos estables.

Tal como se trató anteriormente con respecto a la rutina principal, las subrutinas realizan tareas específicas dentro de la rutina principal. Estas subrutinas serán descritas en el orden en que son llamadas en el programa principal.

La subrutina 480 de retardo (rtd 1) incluye una etapa 482 de carga constante de contador para un bucle do loop (realización), una etapa 484 de decremento de contador y una etapa 486 de verificación para el final del bucle. Al completarse el bucle para el número requerido de ciclos la subrutina vuelve al programa que la llamó.

La subrutina 440 de selección de medidor (selmedidor) se llama en la parte de inicialización del programa principal. El circuito de control y realimentación actual de la presente invención puede ejecutarse sobre cualquiera de los E-metros preexistentes usando un divisor de tensión o un puente de resistencia de los tipos descritos anteriormente e incorporados por referencia en el presente documento. El circuito y el software de la presente invención puede ser configurado para trabajar o bien con un circuito divisor de tensión, tal como se ilustra en la realización preferida, o un circuito de puente de resistencia. La subrutina de selección de medidor verifica una clavija de puerto en la MCU. Esta clavija está dispuesta en una tensión "alta" o "baja", dependiendo del tipo de circuito de medición de la resistencia que se utilice. La subrutina 490 de selección de medidor incluye una etapa 492 de verificación de clavija. Si la clavija está "alta" se realiza una etapa 494 de inicialización para el circuito divisor de tensión. De lo contrario se realiza una etapa 496 de inicialización para el circuito de puente de resistencia. Al completar cualquiera de las etapas de inicialización el programa vuelve al programa principal.

La subrutina 500 a2dbajo mide el nivel de TA en un modo de baja resolución. La subrutina incluye una etapa 502 de inicialización para ajustar el conversor de analógico a digital interno de la MCU a un modo de baja resolución. Entonces se llama a una subrutina de conversor (a2d) de analógico a digital, etapa 504. Al volver, se reajusta el conversor de analógico a digital, etapa 506 y la subrutina vuelve al programa que la llamó.

La subrutina 510 a2dalto mide el nivel de TA en un modo de alta resolución. La subrutina incluye una etapa 512 de inicialización para ajustar el conversor de analógico a digital interno de la MCU a un modo de alta resolución. Entonces se llama a una subrutina de conversor (a2d) de analógico a digital, etapa 514. Al volver, se reajusta el conversor de analógico a digital, etapa 516 y la subrutina vuelve al programa que la llamó.

El uso de modos de alta y baja resolución permite al conversor de analógico a digital interno de 8 bits operar de hecho como un conversor de analógico a digital de 12 bits, que es necesario para el intervalo de tensión completo de 0-5,2 voltios en el que la baja resolución está en el intervalo de 1-4,8 voltios y la alta resolución está en el intervalo de 4,8-5,2 voltios. En el modo de baja resolución el conversor AD detecta directamente la tensión de la escobilla de TA de modo que el intervalo de tensión de 1,4 voltios a 5,2 voltios corresponde a valores decimales de aproximadamente 67 hasta 255. En el modo de alta resolución el conversor AD detecta un intervalo de entrada desde 1,0 voltios hasta 5,2 voltios, lo que corresponde aproximadamente al intervalo de 4,8 voltios a 5,2 voltios en la escobilla de TA, que a su vez corresponde a los valores decimales desde 49 hasta 255.

La subrutina 520 a2d en una etapa 522 de señal analógica medida convierte la señal analógica medida en la clavija 14 de la MCU a un valor digital cuando es llamada por la subrutina a2bajo, etapa 500 y convierte la señal analógica medida en la clavija 15 de la MCU a un valor digital cuando es llamada por la subrutina a2dalto, etapa 510. La subrutina 520 a2d entra entonces en un modo 522 de espera para permitir al conversor de analógico a digital de la MCU completar la conversión. Al completar la conversión, la MCU genera una interrupción 524 que incluye un vector de dirección a una subrutina 528 a2dint. La subrutina 528 a2dint recupera y almacena los datos de la conversión de analógico a digital y termina el hardware 530 relacionado. La subrutina a2dint vuelve a la subrutina a2dint y a su vez la subrutina a2d vuelve a la subrutina que la llamó.

La subrutina 540 de ajustar refuerzo conmuta la resistencia de refuerzo en el circuito de resistencia variable entre las partes alta y baja de ganancia programable del circuito de resistencia variable. La subrutina de ajuste de refuerzo incluye probar el potencial de tensión para determinar si el ajuste de TA de analógico a digital está en modo de alta resolución o en modo de baja resolución. Si está ajustado en modo de alta resolución, etapa 542, entonces el programa salta a una etapa 544 de alta ganancia programable activa. De lo contrario ocurre una prueba adicional. En este caso, una etapa 546 de comparar TA con un límite bajo de ganancia programable salta a la etapa 544 de ganancia programable alta activa si el nivel de TA es mayor que el límite bajo de ganancia programable. De lo contrario se realiza una prueba adicional. En este caso, una etapa 548 de comparar nivel de TA con un límite alto de ganancia programable salta a la etapa 550 de ganancia programable baja activa si el nivel de TA es menor que el límite de ganancia programable alto. De lo contrario, el programa va a una etapa 544 de ganancia programable alta activa. Para la etapa 544 de ganancia programable alta activa o para la etapa 550 de ganancia programable baja activa, la subrutina configura el cable 552 de enganche de ganancia programable al ajuste correspondiente alto o bajo. La rutina de ajustar refuerzo vuelve entonces al programa que la llamó.

En la realización actualmente preferida, el valor límite de ganancia programable bajo es menor que el valor límite de ganancia programable alto. Los expertos en la técnica apreciarán que el diagrama de flujo descrito no requeriría una comparación con el valor de ganancia programable alto en tales casos, ya que el nivel de TA para esta prueba será siempre menor que el límite de ganancia programable alto. Sin embargo, en una realización alternativa, el límite de ganancia programable alto es menor que el límite de ganancia programable bajo. Este ajuste causa el funcionamiento de una función de histéresis en la conmutación entre ajustes. Esto es útil para prevenir saltos no deseados en la lectura del circuito indicador.

La subrutina 560 ajustar modo ajusta el modo de conversor de analógico a digital o bien al modo de alta resolución o bien al modo de baja resolución. La subrutina incluye una comparación 562 del nivel de TA con un límite 562 de alta resolución. El programa ajusta el bit indicador de alta resolución a alto o a verdadero lógico 564 si el nivel de TA es mayor que el límite de resolución alto. De lo contrario, el programa ajusta el bit de alta resolución a bajo o falso 566. Después de ajustar el bit indicador de alta resolución el programa vuelve al programa que lo llamó.

La subrutina 570 enc TA usa el nivel de TA para determinar el calibrado necesario para eliminar cualquier característica no deseada de la salida de las señales del circuito de medición de la resistencia. En la realización actualmente preferida, el calibrado activo detecta el nivel de TA para detectar cambios en el ajuste de TA. En el caso del divisor de tensión el intervalo de tensión del programa a partir del cual puede medirse el cambio en resistencia disminuye en relación directa con aumentos en el nivel de tensión compensada de TA. Cuando el nivel de TA se hace mayor que o supera el intervalo de ohmios preferido de TA de 5 k a 12,5 k ohmios, la amplitud de la señal representativa cambia en la resistencia de cuerpos vivos de manera correspondiente y disminuye de manera no deseable. La subrutina enc TA supera este problema determinando un nivel de ajuste en el circuito de resistencia variable para compensar estos cambios usando tablas de consulta para ajustar de manera correspondiente la realimentación en el circuito amplificador para compensar el cambio en la tensión TA y mantener el calibrado de la señal medida. La subrutina 570 enc TA incluye una etapa 572 de establecimiento que localiza la tabla de consulta correcta para el circuito de medición de la resistencia o bien de tipo divisor de tensión o bien de tipo puente de resistencia. Seguidamente una etapa 574 de comprobación de alta resolución comprueba si el dispositivo está en alta o en baja resolución. Si está en alta resolución, la parte de la tabla de consulta para la alta resolución se localiza en la etapa 576 de memoria. Seguidamente la MCU carga el nivel de TA y los valores de la tabla de consulta en la memoria en una etapa 578 de preparación. El nivel de TA se comprueba entonces contra el valor índice de TA en una etapa 580 de comprobación. Los valores de las tablas son leídos por la MCU en orden del más bajo al más alto. Si el nivel de TA es menor que el índice, se carga 582 el siguiente valor de índice de TA y la rutina vuelve a la etapa 580 de prueba. De lo contrario, se carga el valor del potenciómetro digital correspondiente en una etapa 584 de consulta. Entonces una etapa 586 de cambio del establecimiento del potenciómetro digital carga los valores necesarios para cambiar la resistencia en el potenciómetro digital. La subrutina vuelve entonces al programa que la llamó.

La subrutina 590 ajustardp configura la MCU para ajustar el potenciómetro digital. La subrutina 590 incluye una etapa 592 de cargar registro, una etapa 594 de calcular nueva ubicación y una etapa 596 de verificación para determinar si el nuevo valor es mayor o menor. Si el valor es mayor se realiza una etapa 598 de ajustar un indicador de dirección para desplazarlo hacia arriba, de lo contrario se realiza una etapa 600 de ajustar un indicador de dirección para desplazarlo hacia abajo. Seguidamente, los valores son cargados para comenzar el calibrado del potenciómetro 602 digital. La subrutina vuelve entonces al programa que la llamó.

La subrutina 610 clkdp calibra el potenciómetro digital como respuesta al nivel de tensión medido del potenciómetro TA. La subrutina incluye una etapa 612 de verificación del indicador de dirección. Si el indicador está alto se indica al potenciómetro digital para contar 614 de manera ascendente. Si el indicador está bajo se indica al potenciómetro digital para contar 616 de manera descendente. Seguidamente se verifica 618 el que no haya habido movimiento. Si el cambio es cero, la subrutina vuelve al programa que la llamó. De lo contrario, se inicializa 620 el potenciómetro digital para que comience a cambiar la resistencia variable. Se indica al potenciómetro digital para cambiar de manera incremental en una unidad la dirección determinada durante la etapa de verificación de dirección. El cambio incremental es de 100 ohmios usando el potenciómetro digital preferido. Entonces se llama a la subrutina 624 de retardo para permitir que se reciba la señal y que sea procesada por el potenciómetro digital. Cuando el contador disminuye y se verifica 626. Si el contador es mayor que cero el programa vuelve a la etapa 622 de indicación y avanza el potenciómetro digital en otro paso incremental. Cuando el contador alcanza cero el programa termina y vuelve a la etapa del programa que lo llamó.

Se apreciará de la descripción anterior que la presente invención puede usarse para calibrar de manera activa el amplificador a cualquier característica conocida predeterminada no deseada Esto puede conseguirse una vez que se haya identificado la característica y si la característica corresponde a un cambio que se puede medir en las señales internas. El microprocesador contiene "tablas de consulta" de factores de compensación de ganancia almacenados en memoria que se han obtenido empíricamente midiendo la amplitud de un cambio de resistencia dado para cada punto elegido de entrada de resistencia global. Basándose en estos factores de compensación pueden calcularse las ganancias necesarias y sus resistencias de realimentación correspondientes, estableciendo por tanto una tabla (76) de potenciales de baja tensión frente a resistencias de ganancia establecidas en la resistencia 42 variable.

En funcionamiento el dispositivo es inicializado ajustando el control 60 (figura 3) de ajuste; el circuito 48 de conmutación de refuerzo (figura 4B) y el control de sensibilidad (no mostrado) de modo que el potencial 76 de bajo voltaje (figura 3) esté equilibrado para la resistencia 68 de verificación del medidor de 5 k ohmios. Entonces se conecta un cuerpo vivo a través de los cables 64 y 66 externos del circuito de medición de resistencia. Para equilibrar el circuito según la resistencia global del cuerpo vivo, el dispositivo 78 de ajuste manual se mueve hasta que el potencial 76 de baja tensión alcance un equilibrio con la resistencia global en el cuerpo vivo. Durante el tiempo en el que el potencial 76 de baja tensión se está cambiando para conseguir un equilibrio con la resistencia global en el cuerpo vivo, el circuito 52 de realimentación (figuras 2 y 4C) proporciona los cambios en el potencial 76 de baja tensión al circuito 54 de control. El circuito 54 de control, normalmente en modo de suspensión, activa el movimiento del dispositivo 78 de control manual, tal como indica el circuito 28 digital. El circuito 54 de control monitoriza el movimiento del dispositivo 78 de control manual hasta que se haya completado el ajuste. Al completarse el ajuste, el circuito 54 de control determina el valor del ajuste de ganancia usando la tabla de consulta y señala al circuito 56 compensador para que ajuste la ganancia del circuito amplificador. Se ajusta la ganancia para eliminar la característica no deseada de la disminución de la sensibilidad como respuesta a aumentos en el potencial 76 de baja tensión. La ganancia se ajusta automáticamente de modo que se mantenga la sensibilidad a un nivel constante independientemente de los cambios en el potencial 76 de baja tensión.

En una realización alternativa del circuito de calibrado se incluye en el circuito amplificador un amplificador funcional controlado por tensión (no mostrado). En esta realización, el potencial 76 de baja tensión se conecta a la entrada de tensión de control del amplificador. El amplificador puede estar colocado con un cable de entrada negativo y un cable de salida en serie en el cable de salida que corresponde al cable 130 (figura 4A) del seguidor de tensión. El cable de entrada positivo estaría conectado a una fuente de alta tensión constante. Este amplificador operativo calibra la ganancia del amplificador en proporción con los cambios en el potencial de baja tensión. Un amplificador operativo de tipo aceptable para este fin es el modelo Nº VCA610 fabricado por Burr Brown de Tucson, Arizona.

En una segunda realización alternativa del circuito de calibrado el dispositivo 78 de ajuste manual puede incluir un potenciómetro acoplado dual convencional en el que una segunda resistencia puede ajustarse incrementalmente en una resistencia inversa, no lineal, al valor de la resistencia 82 variable (figura 3). El segundo potenciómetro se conectaría entre la tensión de referencia (figura 4C) y el cable de entrada negativo del segundo circuito amplificador operativo (figura 4B).

Otra realización en la que la interferencia de radiofrecuencia puede reducirse adicionalmente incluye una pintura aislante a las radiofrecuencias revestida sobre la superficie interior de un alojamiento para la presente invención. Una pintura adecuada para este fin la fabrica Sanstrom Products Co., Port Byron, IL, vendida como modelo Sanpro A405 y conocida también como pintura de recubrimiento de blindaje silverling EMI/RFI.

Mientras que la presente invención se ha descrito con referencia a lo que se considera actualmente como las realizaciones más prácticas y preferidas, se debe entender que la invención no se debe limitar a las realizaciones dadas a conocer, sino al contrario, está destinada a cubrir varias modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas en el espíritu de la invención, que se exponen en las reivindicaciones adjuntas, y cuyo alcance debe concederse a la interpretación más amplia de modo que englobe todas tales modificaciones y estructuras equivalentes.

Claims (26)

1. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo que comprende un circuito (20) de medición de la resistencia que tiene cables externos, un circuito (30) amplificador conectado al circuito (20) de medición de la resistencia, un circuito (24) indicador conectado al circuito (30) amplificador y un circuito (42) de ajuste de la sensibilidad conectado a dicho circuito (30) amplificador, y caracterizado porque el circuito (20) de medición de la resistencia está adaptado para medir resistencias eléctricas de un cuerpo vivo y dentro de un primer intervalo de resistencias eléctricas variables de cuerpos vivos relativamente bajas, para medir resistencias eléctricas de un cuerpo vivo y dentro de un segundo intervalo de resistencias eléctricas variables de cuerpos vivos relativamente altas y producir una señal medida; el circuito (30) amplificador está adaptado para amplificar la señal medida a un nivel perceptible; el circuito (24) indicador está adaptado para producir la señal medida en una forma perceptible; y el circuito (42) de ajuste de la sensibilidad es capaz de aumentar automáticamente la sensibilidad de dicho circuito (24) indicador para un ajuste de resistencia variable de un cuerpo vivo alto en dicho segundo intervalo medido en dicho circuito de medición de la resistencia.

2. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 1, caracterizado porque: dicho circuito (42) de ajuste de la sensibilidad es capaz de ajustar automáticamente la sensibilidad de dicho circuito (24) indicador para una resistencia variable baja en dicho primer intervalo medido en dicho circuito (20) de medición de la resistencia.

3. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho circuito (42) de ajuste de la sensibilidad incluye un circuito (54) de control.

4. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho circuito (42) de ajuste de la sensibilidad incluye un potenciómetro acoplado dual.

5. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho circuito (42) de ajuste de la sensibilidad incluye un amplificador operativo controlado por tensión.

6. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 1, en el que dicho circuito (20) de medición de la resistencia incluye un potenciómetro (82, 94) ajustable manualmente, y dicho circuito (30) amplificador incluye un circuito (50) de calibrado operativo para ajustar automáticamente la ganancia de dicho circuito amplificador como respuesta a un movimiento de ajuste manual de dicho potenciómetro (82, 94) ajustable manualmente.

7. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho circuito (50) de calibrado incluye un circuito (52) de realimentación conectado de manera responsiva a dicho circuito (20) de medición de la resistencia y adaptado para recibir una señal representativa de una entrada medida; un circuito (54) de control conectado de manera responsiva a dicho circuito (52) de realimentación y adaptado para determinar un valor de compensación usando dicha señal de entrada medida; y un circuito (55) compensador responsivo a dicho circuito (54) de control y adaptado para ajustar dicha ganancia del circuito (30) amplificador mediante dicho valor de compensación para mantener una respuesta de amplitud normalmente constante.

8. Dispositivo para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho circuito (50) de calibrado incluye un circuito (52) de realimentación adaptado para recibir señales representativas de la resistencia global de un cuerpo vivo.

9. Dispositivo para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho circuito (50) de calibrado incluye un circuito (54) de control conectado a dicho circuito (52) de realimentación y adaptado para determinar a partir de dicha señal medida una señal de compensación correspondiente a un cambio en la ganancia del circuito (30) amplificador.

10. Dispositivo para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho circuito (54) de control incluye un circuito (55) compensador al recibir adaptado para recibir dicha señal de compensación y ajustar dicho circuito (30) amplificador para mantener una respuesta de amplitud normalmente constante.

11. Dispositivo para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 7 o la reivindicación 9 en el que el circuito (50) de calibrado incluye un programa de software ejecutado por dicho circuito (54) de control, incluyendo dicho programa medios para leer señales de dicha condición conocida de dicho circuito (52) de realimentación; medios para anticipar y determinar una respuesta a una característica no deseada usando señales representativas de dicha condición conocida; medios para generar una respuesta a dicha característica no deseada; y medios para ajustar dicho circuito (55) compensador para eliminar dicha característica no deseada.

12. Dispositivo para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 11, en el que dicho medio para anticipar y determinar incluye un modo de suspensión.

13. Dispositivo para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 11, en el que dicho medio para anticipar y determinar incluye detectar una estabilidad en dicha condición conocida.

14. Dispositivo para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 11 en el que: dicho circuito (54) de control incluye un conversor (334) de analógico a digital; y dicho medio para anticipar y determinar incluye un medio para leer datos generados por dicho conversor (334) de analógico a digital.

15. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 1, que incluye adicionalmente una pluralidad de dispositivos controlados manualmente, al menos un cable de conductividad electrónica que se extiende desde cada uno del circuito (20) de medición de la resistencia, el circuito (30) amplificador y el circuito (24) indicador, al menos un inductor incluido dentro de dicho circuito (20) de medición de la resistencia y dentro de dicho circuito (30) amplificador para reducir la interferencia de radio conducida a través de dichos circuitos.

16. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 1 que incluye adicionalmente: un alojamiento alrededor de dicho circuito (20) de medición de la resistencia, dicho circuito (30) amplificador y dicho circuito (24) indicador; y una pintura aislante a las radiofrecuencias revistiendo dicho alojamiento.

17. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 6, que incluye una interfaz (40) de ordenador adaptada para proporcionar una señal medida simulada.

18. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito (30) amplificador incluye un amp-op (172) que tiene un condensador (223) conectado en circuito entre entradas positiva y negativa a dicho amp-op (172).

19. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el circuito (50) de control incluye adicionalmente: un microcontrolador (334) adaptado para recibir señales de dicho circuito (52) de realimentación; y un conversor (334) de analógico a digital adaptado para reconocer cambios discretos en dichas señales a partir de dicho circuito (52) de realimentación.

20. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el circuito (50) de control incluye adicionalmente: un circuito (336) de activación adaptado para activar dicho circuito (50) de control con la transición de dicho potenciómetro (82, 94) ajustable manualmente.

21. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo incluye: un microcontrolador (334) en dicho circuito (50) de control y adaptado para recibir señales de realimentación de dicho circuito (52) de realimentación; y software implementado por ordenador adaptado para configurar dicho microcontrolador (334) y generar una señal de calibrado como respuesta a dichas señales de realimentación.

22. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 21, caracterizado porque el dispositivo incluye: un circuito (55) compensador que incluye un potenciómetro (354) digital y adaptado para proporcionar una señal de entrada de calibrado a dicho circuito (30) amplificador.

23. Dispositivo para indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo incluye: un microcontrolador (334) en dicho circuito (50) de calibrado; y software implementado por ordenador adaptado para configurar dicho circuito (50) de calibrado, para detectar continuamente cambios en el potenciómetro (82, 94) de ajuste manual y para determinar y establecer un modo de resolución a partir de un conjunto de modos de resolución predeterminado.

24. Método para mantener una respuesta de amplitud normalmente constante a una dada señal de entrada medida, comprendiendo el método las etapas de: proporcionar un dispositivo para indicar los cambios en la resistencia de un cuerpo vivo, del tipo que incluye normalmente un circuito (20) de medición de la resistencia para producir una señal de entrada medida; un circuito (30) amplificador conectado al circuito (20) de medición de la resistencia para recibir dicha señal de entrada medida para producir una señal indicativa; un circuito (24) indicador conectado al circuito (30) amplificador para mostrar visualmente el valor de dicha señal indicativa; y un circuito (42) de ajuste de la sensibilidad conectado a dicho circuito (30) amplificador para determinar el cambio en la señal indicativa como respuesta a un cambio en la señal de entrada medida; estando caracterizado el método por inicializar dicho circuito (20) de medición de la resistencia y dicho circuito (30) amplificador; conectar un cuerpo vivo a dicho circuito (20) de medición de la resistencia; establecer la resistencia global en dicho cuerpo vivo; y ajustar las ganancias de dicho circuito (30) amplificador según una relación predeterminada de modo que se genere una respuesta de amplitud normalmente constante en la señal indicativa para un cambio medido en la resistencia.

25. Método según la reivindicación 24, caracterizado porque el proceso incluye: ajustar manualmente un potenciómetro (82, 94) como parte de establecer la resistencia global; y ajustar un modo de resolución para establecer la resistencia global del cuerpo vivo a uno de una pluralidad de modos de resolución predeterminados.

26. Método según la reivindicación 25, caracterizado porque el proceso incluye: ajustar adicionalmente la ganancia de dicho circuito (30) amplificador haciendo corresponder señales de factores de compensación predeterminadas a valores de cambio de resistencia predeterminados que corresponden a cambios en la resistencia global del cuerpo vivo.