Tekscan 压力分布测量系统
摘要:介绍***种先进的压力分布测量系统,该系统使用独特的柔性薄膜网格压力传感器,能够对任何接触面之间的压力分布进行动态测量,并以直观、形象的二维、三维彩色图形显示压力分布的轮廓和数值,进而做出评估。　　对各种压力分布的测量和分析,在各行各业的研究和发展中都起着极其重要的作用。例如,汽车行业中,研究座椅的舒适性,需要测量人体对座椅的压力分布;为提高轮胎的性能,需要测量轮胎与地面的接触轮廓和压力分布;为确保车门的密封性,需要测量车门密封垫在关门时的受力分布;医疗领域中,牙科医生要诊断病人的牙齿咬合状况,需要测量病人上下牙齿间的咬合力大小和分布,等等。所以,压力分布的测量成为解决这些问题的***要条件。而解决这些问题的传统办法就是进行反复的实验,这样不但效率低,而且成本也比较高。美***Tekscan 公司的压力分布测量系统就是基于上述情况而开发的,它是***种经济、高效、精确、快速、直观的压力分布测量工具。

1 　系统结构与原理
Tekscan 压力分布测量系统的独特之处在于其专利技术———柔性薄膜网格传感器。

标准的Tekscan 压力传感器由两片很薄的聚酯薄膜组成,其中***片薄膜的内表面铺设若干行的带状导体,另***片薄膜的内表面铺设若干列的带状导体。导体本身的宽度以及行间距可以根据不同的测量需要而设计。导体外表涂有特殊的压敏半导体材料涂层。当两片薄膜合为***体时,大量的横向导体和纵向导体的交叉点就形成了压力感应点阵列。当外力作用到感应点上时,半导体的阻值会随外力的变化而成比例变化,由此来反映感应点的压力值。即压力为零时,阻值***大,压力越大,阻值越小,从而可以反映出两接触面间的压力分布情况。
传感器内部导体的宽度、行距、列距决定了每单位面积内传感点的个数,即间隙分辨率。每个传感点面积可以小到1. 613 mm2 ,行列距可小到0. 5 mm。不同的传感器面积和间隙分辨率可满足各种不同的测量要求。例如,Tekscan 曾提供过面积为1 935 cm2 、传感点为100 000 个的传感器; Tekscan 开发的牙齿咬合力分析系统,传感器面积为25. 8 cm2 ,共有1 500 个传感点;用于座椅压力分布研究的传感器具有4 000 个以上的感应点,分辨率为1 个感应点/ cm2 。传感器有不同的形状和规格,其压力测量范围为0～175 MPa ,精确度为±5 %。