JPH0419571A - 生体抵抗計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は生体抵抗計測等に用いて好適な生体抵抗計に関
する。

〔発明の概要〕

本発明は生体抵抗計測等に用いて好適な生体抵抗計に関
し、被測定抵抗体にデユーティ及び振幅を一定化した交
流電圧信号を定電流化して電流を供給する測定電流発生
手段と、被測定抵抗体間の電圧を検出する電圧検出手段
と、電圧検出手段出力から直流成分を検出する直流成分
検出手段と直流成分検出手段出力の直流成分から被測定
抵抗体の抵抗値を求めて表示する抵抗値表示手段とより
構成することでハム等の外部雑音の影響を受けずに精度
よく安定に抵抗値を求めることが出来る生体抵抗計が得
られる。

〔従来の技術］ 従来から生体の抵抗値を測定するための抵抗計が種々提
案されている。

第４図は被検者に刺激を加えてＧ　Ｓ　Ｒ（Ｇａｌｖａ
ｎｉｃＳｋｉｎ　Ｒｅｆｌｅｘ　：電気皮膚反射）を起
こさせ、皮膚の電気抵抗等を計るための生体抵抗計の系
統図を示すものである。第４図で被測定抵抗体（４０）
としては生体の一部分の皮膚抵抗変化を計測するために
電極（４１ａ）　（４１ｂ）を生体に固定し、５０μ八
程度の電流を流し、ＧＳＲブリッジボックス（４２）を
介して抵抗値を測定する。ＧＳＲブリッジボックスは通
常の抵抗ブリッジで電源は直流源として電池が用いられ
、増幅器（４３）で増幅された抵抗値変化はインク書き
オシログラフ等の抵抗値表示部（４４）に記録される。

この様に抵抗変化を瞬間に測定する場合は問題ないが皮
膚中の水分状態等を測定するために抵抗計を用いた抵抗
計測等では直流電源を用いると電極（４１ａ）　（４１
ｂ）と生体間で分極を生じて正しい抵抗値を測定するこ
とが出来なくなる。そこで、マイクロ電極等を用いて生
体の高抵抗を計測する場合には交流電源を用いたＡＣ型
生体抵抗計が一般に用いられている。第５図は従来のＡ
Ｃ型生体抵抗計（５０）の測定方法を示す測定回路構成
図である。

第５図は置換法によって生体抵抗を測定する場合の例を
示すもので定電圧交流電源（５１）の一端は一方の電ｆ
ｆ１（５２ａ）に接続され、他端は接地されると共に他
方の電極（５２ｂ）は基準抵抗値Ｒｓを有する抵抗器（
５３）を介して接続されている。今、生体（５４）には
定電圧交流電源（５１）から電流Ｉを流し、電極（５２
ａ）　（５２ｂ）間の生体抵抗値をＲｘ、この間の降下
電圧をＶｘとする。又、抵抗器（５３）の両端に発生す
る降下電圧をＶｓ　とすると、この電流は値Ｒｘを求め
るには、電極（５２ａ）　（５２ｂ）間の電圧Ｖｘを測
定し、 ｓ ・・・・（１） からＲｘを求める様にしている。

〔発明が解決しようとする課題］ 上述の第５図に示したＡＣ抵抗計（５０）によると、生
体（５４）の被測定抵抗値Ｒｘを計測するためには基準
抵抗値Ｒｓを定めて、この抵抗器（５３）両端電圧Ｖｓ
を計測すると共に被測定抵抗体両端の電圧Ｖｘも測定し
なければならず測定操作が面倒であるだけでな（、定電
圧交流電源（５１）の発振回路（通常発振周波数は２０
〜３０セ）に商用周波数のノ＼ムが乗って測定上に誤差
が混入し、精度のよい測定が出来ない問題があった。

本発明は畝上の問題点に鑑みなされたもので、その目的
とするところは簡便に正確、且つ安定に抵抗測定が出来
る生体抵抗計を得んとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の生体抵抗計はその１例が第１図に示されている
様に、被測定抵抗体にデユーティ及び振幅を一定化した
交流電圧信号を定電流化して電流を供給する測定電流発
生手段（２）（４）（５）と、被測定抵抗体（７）間の
電圧を検出する電圧検出手段（９）と、電圧検出手段（
９）出力から直流成分を検出する直流成分検出手段（１
０）と、直流成分検出手段（１０）出力の直流成分から
被測定抵抗体（７）の抵抗値Ｒｘを求めて表示する抵抗
値表示手段（１１）とより成るものである。

（作用〕 本発明の生体抵抗計によれば被測定抵抗体（７）両端の
電圧Ｖｘを求める場合に、被測定抵抗体（７）に交流発
振回路（２）から定電流■を流すと共に被測定抵抗体（
７）両端の電圧を計測し定電流交流波形より半波直流検
波波形を求め、その波形をフーリエ展開して、その直流
成分のみ取り出し、この直流成分と定数ｋを演算した値
を被測定抵抗体（１２）の抵抗値Ｒｘと等価であるとし
て抵抗を求めたので精度よく、且つ安定に又簡単に抵抗
測定を行なうことが出来る。

〔実施例］ 以下、本発明の生体抵抗計の一実施例を第１図乃至第３
図について詳記する。

第１図は本例の生体抵抗計の系統図、第２図は実際の回
路図、第３図は波形説明図である。

第１図で（１）は本例の生体抵抗計を示し、交流発振回
路（２）では２〇七〜３０セの例えば、矩形波状の交流
信号を発生し、バッファアンプ（３）を介して振幅制限
回路（４）に供給され、振幅制限回路（４）の出力は定
電流回路（５）に供給され、定電流回路（５）からの定
電流Ｉは例えば生体（６）に取り付けたマイクロ電極（
８ａ）→被測定抵抗体（７）→同じく生体（６）に取り
付けた電極（８ｂ）を介して定電流回路（５）に戻され
る。定電流回路（５）の出力は被測定抵抗体（７）の両
端電圧Ｖｘを測定するためのＶｘ検出回路（９）に供給
され、このＶＸ検出回路（９）の検出電圧■×は半波直
流検波回路（１０ａ）及びＬ　Ｐ　Ｆ　（１０ｂ）より
成る直流成分検出回路（１０）に供給され直流分の検出
を行なった後に抵抗値表示部（１１）で抵抗値をデジタ
ル表示する。この為に抵抗値表示部（１１）にはアナロ
グ信号をデジタル変換するためのアナログ−デジタル変
換回路等を含んでいる。

上述の系統図の具体的構成を第２図に示す。第２図の破
線部分が第１図の各ブロックに対応している。交流発振
回路（２）は３０セ或は２〇七矩形波信号を発振し得る
交流発振用Ｉ　Ｃ（Ｉ　Ｃ，：　８６５１Ａ）とオペア
ンプＩ　Ｃ（Ｉ　Ｃ，：　０６４）、２０Ｈｚ又は３０
Ｈｚの切換用ジャンパー線並にトランジスタＴｒによる
レベルコンバータ回路等で構成されている。バッファア
ンプ（３）は通常のオペアンプＩＣ（ＩＣ，：０６１）
より構成されている。振幅制限回路（４）はダイオード
ＤＩ、Ｄｚと可変抵抗器ＶＲ２で構成され、可変抵抗器
■Ｒ２の摺動子は定電流回路（５）を構成するオペアン
プＩ　Ｃ（Ｉ　Ｃ，：０６４）の非反転入力に供給され
る。定電流回路（５）はオペアンプＩ　Ｃ（Ｉ　Ｃ，）
及び抵抗測定範囲を定める切換スインチＳ１より構成さ
れ、オペアンプＩＣ（ＩＣ，）の入出力端に被測定抵抗
体Ｒｘ（７）を測定するターミナルＴ、、Ｔ２が接続さ
れている。被測定抵抗体Ｒｘ（７）の両端の電圧Ｖｘを
検出するＶｘ検出回路（９）はオペアンプＩＣ（ＩＣ５
：０６１）　　（ＩＣ６：０６４）で構成されている。

直流成分検出回路は半波整流回路（１０ａ）及びＬ　Ｐ
　Ｆ　（１０ｂ）で構成し、同じくオペアンプＩＣ（Ｉ
　Ｃ？ニア４１Ｃ，Ｉ　Ｃ８：０６１．Ｉ　Ｃ９：０６
４）が用いられている。抵抗値表示部（１１）はＡ／Ｄ
とＬＣＤ等の表示手段で構成されている。

上述構成の動作を第３図の波形図を用いて説明する。交
流発振回路（２）で発振させた例えば２０セの矩形波交
流信号はバッファアンプ（３）で所定レベルに増幅され
、第３図Ａの矩形波交流信号（３ａ）と成され、次段の
振幅制限回路（４）に供給される。振幅制限回路（４）
では所定のリミットレベルＬＬにスレンショルドレベル
を定めて、リミットレベル以下の矩形波交流信号を取り
出して定電流回路（５）に供給し、Ｖｘ検出回路（９）
と直流成分検出回路（１０）内の半波直流検波回路（１
０ｂ）を介し、第３図Ｂに示す如き半波整流信号（１０
ａ’＞　（又は整流信号）と直流信号（１０ｂ’）を得
る。ここでこの半波整流信号（１０ａ’）の周波数をｆ
とするとｆ＝１／Ｔ（但しＴは周期）となり、被測定抵
抗体（７）に電極（８ａ）　（８ｂ）を通じて流す電流
Ｉは定電流であるから一定の値であり、被測定抵抗体（
７）の抵抗値をＲｘ、その両端の電圧をＶｘとすれば、 ■ｘ＝ＲＸ−■　　　　　　・・・・（２）ここで上述
の様にＩは一定であるから Ｖｘ＝　ｋ−Ｒｘ　　　　　　　・・・・（３）（但し
ｋは定数） と置き換えられ、被測定抵抗体（７）の両端の電圧Ｖｘ
は被測定抵抗体（７）の抵抗値Ｒｘに比例することにな
る。

今、ここで上述の半波整流信号（１０ｄ’）をフーリエ
展開すると、 ｆ　（ｔ）＝Ａｏ＋Ａ＋ｃｏｓ（ωｏｔ）±Ａ　２ｃｏ
ｓ　（２（１）　Ｏｔ）　＋Ａｚｃｏｓ（３ωｏｔ）　
＋　・−−−Ａｎｃｏｓ（ｎω。ｔ）　＋　・−・−・
・・・（４） の様に分解することが出来る。この（４）式の第２項以
下を削除するとｆ　（ｔ）　＝　Ａ　ｏ　となる。この
Ａｏは直流成分となる。よって、第３式の被測定抵抗体
（７）の両端電圧Ｖｘから第４弐の振幅Ａ０を求めこれ
に第３式で示す定数にとを演算すれば被測定抵抗体（７
）の抵抗値Ｒｘと等価となり、抵抗値が求められる。そ
こで、Ｖｘ検出回路（９）と半波直流検出回路（１０ａ
）で第３図Ｂの様に整流信号電圧を求め、直流分検出回
路（１０）で例えば２０Ｈｚ以下の直流成分Ａ０を第３
図Ｃの様に検出し、被測定抵抗体（７）の等価抵抗値Ｒ
ｘを求めて、抵抗値表示部（１）にデジタル的に抵抗値
として表示する様にしている。

本例の生体抵抗計によれば簡単に、精度よく、安定に抵
抗値を測定することが出来、然もハム等の外部雑音の影
響を受けにくい等の効果を有する。

上述の本例実施例では生体の皮膚中の水分状態等の観察
の為に抵抗値測定を行った場合を説明したが、生体等の
高抵抗測定や電極接触抵抗等の測定に用いることも出来
る。又、生体抵抗体に限らず、化学的物質の抵抗も測定
可能であり交流発振回路の発振周波数を所定範囲変更可
能にすれば一般的なＡＣ抵抗計としても利用することが
出来る。

尚、本発明は上述の実施例に限定されることなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

〔発明の効果〕

本発明の生体抵抗計によれば高抵抗を精度よく、安定に
、ハム等の外部雑音の影響を受けずに簡単に抵抗を測定
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の生体抵抗計の一実施例を示す系統図、
第２図は本発明の生体抵抗計の一実施例を示す回路図、
第３図は本発明の生体抵抗計の波形図、第４図及び第５
図は従来の生体抵抗計の構成図である。 （１）は抵抗計、（２）は交流発振回路、（４）は振幅
制限回路、（５）は定電流回路、（７）は被測定抵抗体
、（９）はＶｘ検出回路、（１０）は直流成分検出回路
、（１１）は抵抗値表示部である。 代 理 人 松 隈 秀 盛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定抵抗体にデューティ及び振幅を一定化した交流電
   圧信号を定電流化して供給する測定電流発生手段と、 上記被測定抵抗体間の電圧を検出する電圧検出手段と、 上記電圧検出手段出力から直流成分を検出する直流成分
   検出手段とを具備し、 上記直流成分検出手段出力の直流成分から上記被測定抵
   抗体の抵抗値を求めて表示する抵抗値表示手段とより成
   ることを特徴とする生体抵抗計。