人体压力分布的测量及其传感技术.pdf

第 18 卷 　第 2 期 2005 年 6 月 传 感 技 术 学 报 CHIN ES E JOURNAL OF S ENSORS AND ACTUA TORS Vol . 18 　No. 2 J un. 2005 Pressure Mapping System and its Sensor Technology ZhUA N G Yan2z i , CA I Pi ng , Z HOU Zhi2f eng , Y I N L i ang2yon g ( S hanghai J iao Tong Universit y , S hanghai 200030 , China) Abstract :Pressure Mapping System is a visual tool for measuring interface p ressures that occur between pa2 tient s and t heir contact surfaces. The paper described t he general st ruct ure of t he system and it s sensor technology. They are capacitive sensor ,resistive sensor which is made of resistive ink ,piezoresistive sensor , and etc. Three typical p ressure mapping systems are consulted ,which are , Xsensor , Tekscan and FSA ; At t he same time ,it discusses t heir main characteristics wit h t he advantages and disadvantages ,and compares t heir main performance. Lastly , t his paper int roduces a self2designed pressure mapping system , and p ut s forward t he testing result s based on t his system. Key words :p ressure mapping ;p ressure sensor ;measurement ;resistive ink EEACC :7230 人体压力分布测量及其传感技术 庄燕子 ,蔡　萍 ,周志锋 ,尹良勇 (上海交通大学仪器系 ,上海 　200030) 收稿日期 :2004209220 作者简介 :庄燕子 (19782)女 ,硕士 ,主要从事人体压力测试等方面的研究 ,zswallow @sjtu. edu. cn ; 蔡 　萍 (19632)女 ,博士 ,教授 ,博士生导师 ,pcai @sjtu. edu. cn 摘 　要 :体压分布测量系统是测试病人坐卧时 ,人体与接触面之间压力的可视化工具。介绍了人体压力分布测量系统的一 般结构 ,对其关键点 ———传感器技术作了较为详细的叙述。它们分别是电容式压力传感器 ;用电阻油墨制成的电阻式压力传 感器阵列 ;压电电阻传感器等。有针对的介绍了国外三种典型的人体压力测试产品 ,Xsensor、Tekscan 和 FSA ;论述了它们的 主要特点及优缺点 ,并对其主要性能作了对比。最后介绍了自行设计的体压分布测量系统 ,并给出了实测结果。 关键词 :压力映射 ;压力传感器 ;测量 ;电阻墨水 中图分类号 :TP212. 9 　　 文献标识码 :A 　　文章编号 :100529490( 2005) 0220313205 　　坐卧是人类最基本的活动之一。人生三分之一 的时间是在床上度过的 ,其余时间有一大部分处于 坐姿。坐卧时 ,人体局部长期受压过大会引起褥疮、 坐疮等疾病 ,每年用于该类疾病的费用高达 64 亿美 元[1 ] 。对于半身不遂、卧床不起的人来说 ,如果不采 取有效减压措施 ,这种疾病将是致命的。因此 ,检测 人体坐卧时的受力状态是非常必要的。体压分布测 量系统也称压力映射系统 ,正是这种测量的技术手 段和设备。它的研制不仅在临床医疗、康复等方面 给病人以福音 ,更对这些领域的研究具有重要的科 学意义 ;另外在许多新产品开发、产品改良、产品测 试等方面也有重要的应用价值 ,如床垫 ,轮椅 ,驾驶 椅 ,运动器材等。 1 　传感技术 人体压力分布测量技术的研究 ,在国外已进行 了四十多年 ,市场上的产品也是形形色色。按所用 压力传感器来分 ,大致有以下几种类型