[推荐]压力分布测量系统
本帖最后由 wdhd 于 2016-3-10 15:52 编辑对各种压力分布的测量与分析，在许多行业的研究和发展中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;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;确保车门的密封性，需要测量车门密封条在关门时的受力分布;优化挡风玻璃雨刷的清洁效果，需要测量雨刷片对玻璃的压力分布。其他领域如CMP抛光，需要测量抛光头对晶片的压力分布;印刷电路板(PCB)生产中，需要测量丝网印刷的刮刀口接触压强分布，等等。由此可见，压力分布的测量是解决以上问题的关键诊断工具。以往的传统方法是进行反复试验，效率低，成本高。美国Tekscan公司开发研制的压力分布测量系统为许多行业提供了一种先进的诊断工具，可广泛应用于多种领域中的压力分布测量与分析。此系统可对任何接触面的压力分布进行静态和动态测量，以直观、形象的二维、三维彩色图象实时显示压力分布的轮廓和各种数据，并对整个测量过程进行“录像”、存储，用户可随时对测量记录进行查看、分析。
系统由硬件和软件组成。硬件包括基于PC机的A/D转换电路和可重复使用的传感器;软件为基于MS Windows(95/98，NT)的压力显示和分析软件。
Tekscan压力分布测量系统的独特之处在于其专利技术——柔性薄膜网格状触觉压力传感器。这种传感器厚度仅为0.1mm，且柔性很好，因而为测量各种接触面之间的压力创造了更好的条件。与以往传统的测量方法相比，这是一种经济、高效、精确、快速、直观、方便的压力分布测量工具。标准的Tekscan压力传感器由两片很薄的聚酯薄膜组成，其中一片薄膜内表面铺设若干行、另一片薄膜内表面铺设若干列的带状导体。导体本身的宽度以及导体之间距离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。当两片薄膜合为一体时，这些横向导体和纵向导体的交叉点就形成了压力传感点阵列，呈网格状。当外力作用到传感点上时，半导体的阻值会随外力成比例变化，压力为零时，阻值最大，压力越大，阻值越小。
传感器内导体的宽度、间距决定了每单位面积内传感点的数量，即空间分辨率。不同的传感器面积和空间分辨率可满足各种不同的测量要求。例如，Tekscan曾提供过1935cm2，传感点数为100000个的传感器;开发的牙齿咬合力分析系统，传感器面积为25.8 cm2，1500个传感点;用于座椅压力分布研究的传感器每片有2000个传感点，空间分辨率为1个传感点/ cm2。
传感器有不同的形状和规格，压力测量范围为0—175Mpa，精度为±5%.
如果测量面积较大，一个传感器不能覆盖时，可选择Tekscan的虚拟系统结构(VSA)，即使用多个传感器(最多12个)的组合。VSA软件能同时获得多个传感器的连续测量结果，形成一个虚拟传感器。
每种型号的传感器对应唯一的“图”，或驱动程序，命令压力显示和分析系统软件如何读取并显示传感器数据，使传感器正常工作。当使用某种传感器时，用户必须为此传感器的“图”授权，即选择相应的图文件。
大多数传感器与Tekscan 的“ACCURATE”型传感器扫描柄(连接器)以及专用的PC接口卡匹配。5026、7100、7500、8000、8050型传感器只与特殊的传感器扫描电路“DUAL”匹配。
扫描电路对各个传感点进行扫描，测量每个受力传感点的阻值。网格传感器的独特之处在于传感区与非传感区之间是绝缘的。知道了传感点的空间尺寸就能够把一定面积上的受力转换成压力数据并进行显示。Tekscan公司将根据用户的不同测量应用和测量环境进行设计，提供最佳的传感器灵敏度和测量精度。
Tekscan 网格状传感器技术最初是应牙医的要求而开发的。牙医们当时寻求一种方法用来量化不同病人的咬合力。1988年Tekscan 开始开发T-Scan 咬合分析系统。这一产品满足了牙科市场的所有需求。Tekscan 公司为这一独一无二的解决方案申请了专利。从此，经过不断的研究与开发，Tekscan又把系统应用扩展到工业领域。更加复杂的I-Scan 系统就是最早用于工业的压力测量系统。 目前，Tekscan公司已开发出适用于多种领域的压力分布测量系统且继续致力于更高更新技术的研究。
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