Tekscan 壓力分布測量系統
摘要:介紹***種先進(jìn)的壓力分布測量系統,該系統使用獨特的柔性薄膜網(wǎng)格壓力傳感器,能夠對任何接觸面之間的壓力分布進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量,并以直觀(guān)、形象的二維、三維彩色圖形顯示壓力分布的輪廓和數值,進(jìn)而做出評估?！ Ω鞣N壓力分布的測量和分析,在各行各業(yè)的研究和發(fā)展中都起著(zhù)極其重要的作用。例如,汽車(chē)行業(yè)中,研究座椅的舒適性,需要測量人體對座椅的壓力分布;為提高輪胎的性能,需要測量輪胎與地面的接觸輪廓和壓力分布;為確保車(chē)門(mén)的密封性,需要測量車(chē)門(mén)密封墊在關(guān)門(mén)時(shí)的受力分布;醫療領(lǐng)域中,牙科醫生要診斷病人的牙齒咬合狀況,需要測量病人上下牙齒間的咬合力大小和分布,等等。所以,壓力分布的測量成為解決這些問(wèn)題的***要條件。而解決這些問(wèn)題的傳統辦法就是進(jìn)行反復的實(shí)驗,這樣不但效率低,而且成本也比較高。美***Tekscan 公司的壓力分布測量系統就是基于上述情況而開(kāi)發(fā)的,它是***種經(jīng)濟、高效、精確、快速、直觀(guān)的壓力分布測量工具。
1 系統結構與原理
Tekscan 壓力分布測量系統的獨特之處在于其專(zhuān)利技術(shù)———柔性薄膜網(wǎng)格傳感器。
標準的Tekscan 壓力傳感器由兩片很薄的聚酯薄膜組成,其中***片薄膜的內表面鋪設若干行的帶狀導體,另***片薄膜的內表面鋪設若干列的帶狀導體。導體本身的寬度以及行間距可以根據不同的測量需要而設計。導體外表涂有特殊的壓敏半導體材料涂層。當兩片薄膜合為***體時(shí),大量的橫向導體和縱向導體的交叉點(diǎn)就形成了壓力感應點(diǎn)陣列。當外力作用到感應點(diǎn)上時(shí),半導體的阻值會(huì )隨外力的變化而成比例變化,由此來(lái)反映感應點(diǎn)的壓力值。即壓力為零時(shí),阻值***大,壓力越大,阻值越小,從而可以反映出兩接觸面間的壓力分布情況。
傳感器內部導體的寬度、行距、列距決定了每單位面積內傳感點(diǎn)的個(gè)數,即間隙分辨率。每個(gè)傳感點(diǎn)面積可以小到1. 613 mm2 ,行列距可小到0. 5 mm。不同的傳感器面積和間隙分辨率可滿(mǎn)足各種不同的測量要求。例如,Tekscan 曾提供過(guò)面積為1 935 cm2 、傳感點(diǎn)為100 000 個(gè)的傳感器; Tekscan 開(kāi)發(fā)的牙齒咬合力分析系統,傳感器面積為25. 8 cm2 ,共有1 500 個(gè)傳感點(diǎn);用于座椅壓力分布研究的傳感器具有4 000 個(gè)以上的感應點(diǎn),分辨率為1 個(gè)感應點(diǎn)/ cm2 。傳感器有不同的形狀和規格,其壓力測量范圍為0～175 MPa ,精確度為±5 %。
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