测试装置及测试方法与流程

1.本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种测试装置及方法。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本发明实施例的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.目前具有光学式心率或血氧感测功能的ppg(photo plethysmo graphy，光体积变化描记图法)装置(例如医疗设备或智能手环/手表、健康臂带、心率贴等可穿戴式装置)，在研发/制造过程中需要对该ppg设备的感测功能进行测试。通常需要申请人体试验计划涉及的测试成本高。此外，在测试的过程中还会受到诸多不可控的因素影响测试结果的准确性，例如测试者每次配戴的位置、活动的状态、测试人员的人种、测试人员的皮肤状态、测试时的生理状况等。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，有必要提出一种测试装置及测试方法，可以有效解决上述技术问题。
5.所述测试装置，用于测试ppg设备，该测试装置包括控制器、滑轨、ppg模拟器、固定机构、干扰装置，以及感测装置，所述控制器与所述滑轨、ppg模拟器、干扰装置，以及感测装置电性连接，所述固定机构用于固定所述ppg模拟器以及所述ppg设备。
6.优选地，所述滑轨上设置有多个仿生组织试片；所述控制器用于控制所述滑轨移动使得所述多个仿生组织试片中的任意一个仿生组织试片移动到所述ppg模拟器与所述ppg设备之间；所述控制器还用于控制所述ppg模拟器发出ppg信号，并记录所述ppg设备基于所述ppg信号所输出的第一量测数据；所述控制器还控制所述感测装置对环境进行感测，获得第一环境数据；所述控制器将该第一量测数据、第一环境数据与所述任意一个仿生组织试片建立关联，获得与该任意一个仿生组织试片对应的第一量测数据、第一环境数据；所述控制器还控制所述干扰装置产生干扰，并记录所述ppg设备基于所述ppg信号所输出的第二量测数据，以及控制所述感测装置对环境进行感测，获得第二环境数据；所述控制器将该第二量测数据、第二环境数据与所述任意一个仿生组织试片建立关联，获得与该任意一个仿生组织试片对应的第二量测数据、第二环境数据；所述控制器根据与所述多个仿生组织试片中的每个仿生组织试片对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与每个仿生组织试片对应的第二量测数据、第二环境数据检测所述ppg设备的感测功能。
7.优选地，所述ppg设备的ppg传感器包括血氧饱和度传感器及/或光学心率传感器。
8.优选地，所述仿生组织试片的内部材质为动物皮肤或者人工培养的皮肤或者树脂，所述仿生组织试片的外部材质为透明材料，所述仿生组织试片由所述内部材质和所述外部材质构成，所述外部材质包裹所述内部材质。
9.优选地，所述外部材质的折射率介于1.3～1.8之间，该外部材质的厚度小于
0.5mm。
10.优选地，所述多个仿生组织试片包括：模拟黑皮肤的试片、模拟黄皮肤的试片、模拟白皮肤的试片、模拟涂抹了油性保养品的皮肤、模拟涂抹了水性保养品的皮肤、模拟涂抹了太阳油的皮肤、模拟涂抹了人工汗液的皮肤、模拟涂抹了所述油性保养品、水性保养品、太阳油、人工汗液中的一者或多者的皮肤。
11.优选地，所述干扰装置包括电磁波发射器、震动设备、变形装置中的一者或多者。
12.优选地，所述电磁波发射器用于产生波长为380nm-760nm的可见光、波长为280nm-380nm的紫外线、波长为760nm-10um的近红外线及远红外线中的一者或多者；所述震动设备的震动频率在0.1hz到100hz之间；所述变形装置将所述仿生组织试片在横向及/或纵向进行拉伸。
13.所述测试方法，应用于测试装置，该方法包括：利用控制器获取与多个仿生组织试片中的每个仿生组织试片对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与该每个仿生组织试片对应的第二量测数据、第二环境数据；及利用所述控制器根据与所述多个仿生组织试片中的每个仿生组织试片对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与该每个仿生组织试片对应的第二量测数据、第二环境数据检测ppg设备的感测功能；其中，所述获取与多个仿生组织试片中的每个仿生组织试片对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与该每个仿生组织试片对应的第二量测数据、第二环境数据包括：利用所述控制器控制滑轨移动使得所述多个仿生组织试片中的任意一个仿生组织试片移动到ppg模拟器与所述ppg设备之间；利用所述控制器控制所述ppg模拟器发出ppg信号，利用控制器记录所述ppg设备基于所述ppg信号所输出的所述第一量测数据，以及控制感测装置对环境进行感测，获得所述第一环境数据；利用所述控制器将该第一量测数据、第一环境数据与所述任意一个仿生组织试片建立关联，获得与该任意一个仿生组织试片对应的所述第一量测数据、所述第一环境数据；利用所述控制器控制干扰装置产生干扰，并记录所述ppg设备基于所述ppg信号所输出的所述第二量测数据，以及控制所述感测装置对环境进行感测，获得所述第二环境数据；利用所述控制器将该第二量测数据、第二环境数据与所述任意一个仿生组织试片建立关联，获得与该任意一个仿生组织试片对应的所述第二量测数据、所述第二环境数据。
14.优选地，所述根据与所述多个仿生组织试片中的每个仿生组织试片对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与该每个仿生组织试片对应的第二量测数据、第二环境数据检测ppg设备的感测功能包括：获取与所述多个仿生组织试片中的每个仿生组织试片对应的第一差值和第二差值；及根据与所述多个仿生组织试片中的每个仿生组织试片对应的第一差值和第二差值确定所述ppg设备的感测功能是否通过测试；其中，所述获取与所述多个仿生组织试片中的每个仿生组织试片对应的第一差值和第二差值包括：获取与所述多个仿生组织试片中的任意一个仿生组织试片对应的第一量测数据、第一环境数据；根据与该任意一个仿生组织试片对应的所述第一环境数据确定与该任意一个仿生组织试片对应的第一参考值；获取与该任意一个仿生组织试片对应的所述第一差值，该第一差值是指与该任意一个仿生组织试片对应的所述第一量测数据和所述第一参考值之间的差值；获取与所述任意一个仿生组织试片对应的第二量测数据、第二环境数据；根据与该任意一个仿生组织试片对应的所述第二环境数据确定与该任意一个仿生组织试片对应的第二参考值；获取与该任意一个仿生组织试片对应的所述第二差值，该第二差值是指与该任意一个仿生组织试片
对应的所述第二量测数据和所述第二参考值之间的差值。
15.相较于现有技术，本发明提供的测试装置及测试方法，可由控制器控制滑轨来做各种仿生组织试片的切换，在几分钟内即可基于多种仿生组织试片对ppg设备进行测试。相较于现有的需要数个月来完成的ppg测试方法提升了测试速度。此外，由于采用的是仿生组织试片避免了因诸多不可控的因素例如测试者每次配戴ppg设备的位置、测试者的生理状况造成测试结果不准确的问题等。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1是本发明较佳实施例提供的测试装置的架构图。
18.图2a是本发明较佳实施例提供的测试装置的应用环境图。
19.图2b是本发明较佳实施例提供的干扰装置的示意图。
20.图3是本发明较佳实施例提供的测试方法的流程图。
21.主要元件符号说明
[0022][0023][0024]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0025]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0028]
图1是本发明较佳实施例提供的测试装置的架构图。图2a是本发明较佳实施例提供的测试装置的应用环境图。请同时结合图1和图2a所示。在本实施例中，测试装置100用于对所述ppg设备14的ppg传感器141的感测功能进行测试。具体地，所述测试装置100根据所述ppg传感器141针对多个仿生组织试片16的感测数据来检测所述ppg传感器141的感测功能是否符合规格。本实施例中，所ppg传感器141包括，但不限于，血氧饱和度传感器、光学心率传感器。
[0029]
在本实施例中，测试装置100包括控制器10、ppg模拟器12、存储器15、固定机构13。所述控制器10与所述滑轨11、ppg模拟器12、存储器15电性连接。
[0030]
在其他实施例中，测试装置100还包括与所述控制器10电性连接的干扰装置17和感测装置18。所述控制器10可以控制所述干扰装置17产生干扰信号，使得所述测试装置100可以在存在干扰信号的前提下对所述ppg设备14的ppg传感器141的感测功能进行测试，提升测试精度。需要说明的是，所述控制器10可以为可编程控制器。
[0031]
在一个实施例中，所述干扰装置17可以包括电磁波发射器171、震动设备172、变形装置173中的一者或多者。即所述干扰装置17所产生的干扰包括，电磁波干扰、震动干扰、变形干扰。
[0032]
具体地，所述电磁波发射器171可以用于产生波长为380nm-760nm的可见光、波长为280nm-380nm的紫外线、波长为760nm-10um的近红外线及远红外线中的一者或多者。在一个实施例中，可以将所述电磁波发射器171设置在能够朝所述ppg传感器141的感测范围内发送电磁波信号的任意位置。
[0033]
在一个实施例中，所述震动设备172可以为马达。具体地，所述震动设备172可安装于所述仿生组织试片16的下方或者其他任何地方只要使得所述震动设备172在启动后能够震动到所述仿生组织试片16。在一个实施例中，所述震动设备172的震动频率可以在0.1hz到100hz之间。
[0034]
在一个实施例中，所述变形装置173可以用于使得所述仿生组织试片16变形。在一个实施例中，所述变形装置173可以使得所述仿生组织试片16在横向及/或纵向拉伸。
[0035]
在一个实施例中，参阅图2b所示，所述变形装置173包括四个固定夹1731，与每个固定夹1731连接的螺杆1732，以及与每个螺杆1732连接的步进马达1733。所述四个固定夹1731分别夹持仿生组织试片16的一端。当所述步进马达1733通过所述螺杆1732带动所述固定夹1731拉伸所述仿生组织试片16时即可使得该仿生组织试片16变形。
[0036]
在一个实施例中，所述感测装置18包括温湿度传感器181，用于感测环境的温度数据和湿度数据。
[0037]
在其他实施例中，所述测试装置100还可以进一步包括显示屏(图中未示出)，用于显示ppg设备14的测试结果。在其他实施例中，所述测试装置100还可以包括通讯设备(图中未示出)例如usb模块或者wifi或者蓝牙模块。该测试装置100还可以利用该通讯设备与所述ppg设备14建立通讯连接。
[0038]
本实施例中，所述固定机构13用于固定所述ppg模拟器12以及所述ppg设备14。该固定机构13具有多个夹片131。在一个实施中，所述夹片131的材质可以为弹性塑料。所述固定机构13可以利用相邻两个夹片131对所述ppg模拟器12和所述ppg设备14分别进行固定。
[0039]
本实施例中，所述滑轨11可以为步进滑轨。所述多个仿生组织试片16设置在所述滑轨11上。所述控制器10可以通过控制所述滑轨11移动将所述多个仿生组织试片16依次移动到所述ppg模拟器12与所述ppg设备14之间。
[0040]
本实施例中，所述仿生组织试片16的内部材质为动物皮肤或者人工培养的皮肤或者树脂，所述仿生组织试片16的外部材质为透明材料(例如树脂或者玻璃)，所述仿生组织试片16由所述内部材质和所述外部材质构成，所述外部材质包裹所述内部材质。
[0041]
本实施例中，所述外部材质的折射率介于1.3～1.8之间，该外部材质的厚度小于0.5mm。这里需要说明的是，因为人体皮肤的折射率约1.45，且由于两物质的折射率相差越大则光亮度的耗损越大，因此，所述外部材质的折射率优选为约1.45。此外，由于外部材质的厚度越厚耗损越多，因此，该外部材质的厚度优选小于0.5mm。
[0042]
本实施例中，所述多个仿生组织试片16包括，但不限于，模拟黑皮肤的试片、模拟黄皮肤的试片、模拟白皮肤的试片、模拟涂抹了油性保养品的皮肤、模拟涂抹了水性保养品的皮肤、模拟涂抹了太阳油的皮肤、模拟涂抹了人工汗液的皮肤、模拟涂抹了所述油性保养品、水性保养品、太阳油、人工汗液中的一者或多者的皮肤。
[0043]
本实施例中，所述控制器10控制所述滑轨11移动使得所述多个仿生组织试片16依次移动到所述ppg模拟器12与所述ppg设备14之间。
[0044]
本实施例中，所述ppg模拟器12可以发出ppg信号，该ppg信号经过所述仿生组织试片16后由所述ppg设备14接收。该ppg设备14基于所述ppg信号输出量测数据(例如心率、血氧等数据)，并将所述量测数据发送到所述控制器10，由此所述控制器10可以记录所述ppg设备14的量测数据并存储到所述存储器15中。
[0045]
在一个实施例中，当任意一个仿生组织试片16移动到所述ppg模拟器12与所述ppg设备14之间时，所述控制器10控制所述ppg模拟器12发出ppg信号。在其他实施例中，所述控制器10控制所述ppg设备14实时发送所述ppg信号。
[0046]
在一个实施例中，当任意一个仿生组织试片16移动到所述ppg模拟器12与所述ppg设备14之间时，所述控制器10可以在没有启动所述干扰装置17时，记录所述ppg设备14的量测数据，并控制所述感测装置18感测环境数据，例如感测环境的温度数据和湿度数据。
[0047]
为便于描述，将在没有启动所述干扰装置17的前提下所记录的所述ppg设备14的量测数据称为“第一量测数据”，以及将在没有启动所述干扰装置17的前提下所述感测装置18感测的环境数据称为“第一环境数据”。
[0048]
所述控制器10将该第一量测数据、第一环境数据与所述任意一个仿生组织试片16建立关联，获得与该任意一个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据。
[0049]
在一个实施例中，当获得了与该任意一个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据之后，所述控制器10还控制所述干扰装置17产生干扰。例如，所述控制器10可以控制所述电磁波发射器171产生波长为380nm-760nm的可见光、波长为280nm-380nm的紫外线、波长为760nm-10um的近红外线及远红外线中的一者或多者。所述控制器10还可以控制所述震动设备172震动所述任意一个仿生组织试片16。所述控制器10还可以控制所述变
形装置173在横向及/或纵向拉伸所述任意一个仿生组织试片16。
[0050]
在一个实施例中，当启动了所述干扰装置17时，所述控制器10再次记录所述ppg设备14的量测数据，并控制所述感测装置18感测环境数据，例如感测环境的温度数据和湿度数据。
[0051]
为便于描述，将在启动了所述干扰装置17的前提下所记录的所述ppg设备14的量测数据称为“第二量测数据”，以及将在启动了所述干扰装置17的前提下所述感测装置18感测的环境数据称为“第二环境数据”。
[0052]
所述控制器10还将该第二量测数据、第二环境数据与所述任意一个仿生组织试片16建立关联，获得与该任意一个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据。
[0053]
所述控制器10通过控制所述滑轨11将所述多个仿生组织试片16依次移动到所述ppg模拟器12与所述ppg设备14之间。根据上述方法，所述控制器10获得与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与每个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据。在一个实施例中，所述控制器10根据与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与每个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据检测所述ppg设备14的感测功能。
[0054]
在一个实施例中，所述根据与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与每个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据检测所述ppg设备14的感测功能包括(a1)-(a4)：
[0055]
(a1)获取与任意一个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据；根据与该任意一个仿生组织试片16对应的所述第一环境数据确定与该任意一个仿生组织试片16对应的第一参考值；获取与该任意一个仿生组织试片16对应的第一差值，该第一差值是指与该任意一个仿生组织试片16对应的所述第一量测数据和所述第一参考值之间的差值。
[0056]
(a2)获取与任意一个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据；根据与该任意一个仿生组织试片16对应的所述第二环境数据确定与该任意一个仿生组织试片16对应的第二参考值；获取与该任意一个仿生组织试片16对应的第二差值，该第二差值是指与该任意一个仿生组织试片16对应的所述第二量测数据和所述第二参考值之间的差值。
[0057]
本实施例中，所述控制器10预先存储了一个参考表，该参考表记录了与不同环境数据分别对应的参考值。由此所述控制器10可以根据与任意一个仿生组织试片16对应的第一环境数据检索所述参考表获得第一参考值；以及根据与任意一个仿生组织试片16对应的第二环境数据检索所述参考表获取第二参考值。
[0058]
(a3)根据上述(a1)-(a2)，获得与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一差值和第二差值。
[0059]
(a4)根据与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一差值和第二差值确定所述ppg设备14的感测功能是否通过测试。
[0060]
在一个实施例中，当与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一差值和第二差值均分别小于一个预设值(例如0.01或者其他值如0.05)时，所述控制器10确定所述ppg设备14的感测功能通过测试。当与所述多个仿生组织试片16中的任意一个仿生组织试片16对应的第一差值或第二差值大于或者等于所述预设值时，所述控制器10确
定所述ppg设备14的感测功能没有通过测试。
[0061]
在一个实施例中，所述存储器15可以内置或外接于所述测试装置100。该存储器15可以用于存储计算机程序的程序代码和各种数据例如存储所述参考表。所述存储器15可以是包括只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-time programmable read-only memory，otprom)、电子擦除式可复写只读存储器(electrically-erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者任何其他能够用于携带或存储数据的非易失性的计算机可读的存储介质。
[0062]
在一个实施例中，所述存储器15中存储了一个或多个模块，所述一个或多个模块由所述控制器10执行，以对所述ppg设备14的ppg传感器141的感测功能进行测试(具体细节参后面对图3的介绍)。如图1所示，所述一个或多个模块包括控制模块101、分析模块102。本技术所称的模块是指一种能够被所述控制器10所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机可读的指令段。在本实施例中，关于各模块的具体功能将在后续结合图3详述。
[0063]
图3是本发明较佳实施例提供的测试ppg设备的方法的流程图。
[0064]
如图3所示，所述测试ppg设备的方法具体包括以下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
[0065]
步骤s1、所述控制模块101控制所述滑轨11移动使得所述多个仿生组织试片16中的任意一个仿生组织试片移动到ppg模拟器12与ppg设备14之间。
[0066]
步骤s2、所述控制模块101控制所述ppg模拟器12发出ppg信号，所述控制模块101记录所述ppg设备14基于所述ppg信号所输出的第一量测数据。所述控制模块101还控制所述感测装置18对环境进行感测，获得第一环境数据。所述控制模块101将该第一量测数据、第一环境数据与所述任意一个仿生组织试片16建立关联，获得与该任意一个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据。
[0067]
步骤s3、所述控制模块101控制所述干扰装置17产生干扰，所述控制模块101控制所述ppg模拟器12发出ppg信号，所述控制模块101记录所述ppg设备14基于所述ppg信号所输出的第二量测数据。所述控制模块101还控制所述感测装置18对环境进行感测，获得第二环境数据。所述控制模块101将该第二量测数据、第二环境数据与所述任意一个仿生组织试片16建立关联，获得与该任意一个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据。
[0068]
步骤s4、通过执行所述步骤s1-s3，所述控制模块101获得与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与每个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据。
[0069]
步骤s5、所述分析模块102根据与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与每个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据检测所述ppg设备14的感测功能。
[0070]
在一个实施例中，所述根据与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据；以及与每个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据检测所述ppg设备14的感测功能包括(a1)-(a4)：
[0071]
(a1)获取与任意一个仿生组织试片16对应的第一量测数据、第一环境数据；根据与该任意一个仿生组织试片16对应的所述第一环境数据确定与该任意一个仿生组织试片16对应的第一参考值；获取与该任意一个仿生组织试片16对应的第一差值，该第一差值是指与该任意一个仿生组织试片16对应的所述第一量测数据和所述第一参考值之间的差值。
[0072]
(a2)获取与任意一个仿生组织试片16对应的第二量测数据、第二环境数据；根据与该任意一个仿生组织试片16对应的所述第二环境数据确定与该任意一个仿生组织试片16对应的第二参考值；获取与该任意一个仿生组织试片16对应的第二差值，该第二差值是指与该任意一个仿生组织试片16对应的所述第二量测数据和所述第二参考值之间的差值。
[0073]
本实施例中，所述分析模块102预先存储了一个参考表，该参考表记录了与不同环境数据分别对应的参考值。由此所述分析模块102可以根据与任意一个仿生组织试片16对应的第一环境数据检索所述参考表获得第一参考值；以及根据与任意一个仿生组织试片16对应的第二环境数据检索所述参考表获取第二参考值。
[0074]
(a3)根据上述(a1)-(a2)，获得与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一差值和第二差值。
[0075]
(a4)根据与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一差值和第二差值确定所述ppg设备14的感测功能是否通过测试。
[0076]
在一个实施例中，当与所述多个仿生组织试片16中的每个仿生组织试片16对应的第一差值和第二差值均分别小于一个预设值(例如0.01或者其他值如0.05)时，所述分析模块102确定所述ppg设备14的感测功能通过测试。当与所述多个仿生组织试片16中的任意一个仿生组织试片16对应的第一差值或第二差值大于或者等于所述预设值时，所述分析模块102确定所述ppg设备14的感测功能没有通过测试。
[0077]
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。