互动科普

现在，几乎每个家庭都有体重秤。近来出现了一种能够测算体脂百分比和肌肉量的仪器，这种仪器不是“体重秤”，而是被称作“人体成分分析仪”。它拥有什么样的结构，是怎样实现测算功能的呢？

体重秤利用杠杆原理测量体重。一般的杠杆是一根以“支点”为中心转动的杆，能够将较小的作用力转化为较大的作用力。承受较小作用力的点称作“动力点”，产生较大作用力的点称作“阻力点”，而体重秤则相反，它是将较大的作用力转化为较小的作用力。正因如此，体重秤的厚度虽薄到只有几厘米，却能够称量100千克以上的重量。

体重秤由两根长杠杆（长臂）和两根短杠杆（短臂）组成。体重秤的四角有支点，在支点内侧很近处就是承受体重的动力点。将四角承受的重量集中于一个阻力点上，阻力点承受的重量就只有体重的1/10左右了。

传统的体重秤，重量集中于阻力点使得弹簧伸缩，进而使体重刻度板上的指针发生摆动。目前主流体重秤的工作原理是，通过名为“应变仪”的传感器测算阻力点上金属板被压弯的程度，从而显示体重。

体脂百分比是利用电流测算的。一般来说，水易于导电，而油（脂肪）不易导电。身体脂肪越多，电流就越难以通过。

对于落地式人体成分分析仪，首先，从右脚脚尖向左脚脚尖有微弱的电流流过。这样整个下半身就都有电流了。然后，根据电流大小，计算左右脚脚跟之间的电压。如果左右脚脚跟之间的电压大的话，就说明电流容易通过。测算手部电流的人体成分分析仪，可以根据测量的部位不同，了解不同部位的体脂百分比。

此外，如果输入年龄、性别、身高之后测算体重和体脂百分比，还可以计算出内脏脂肪水平、基础代谢率、肌肉量、推断骨量等数据。仅仅是站在人体成分分析仪上，就可以了解身体方方面面的数据。

图：人体成分分析仪

落地式人体成分分析仪利用杠杆原理测算体重，利用电流测算体脂百分比。体重秤的杠杆由长杠杆（长臂）和短杠杆（短臂）组成。短臂承受的重量通过长臂传递到阻力点上。图中，动力点受力用黄色箭头表示，阻力点受力用粉色箭头表示。

（本文发表于《科学世界》2012年第6期）