• 類型：U型壓力計(jì)
• 測(cè)量范圍：——(kPa)
• 外形尺寸：**(mm)
• 工作壓力：(Mpa)
• 存儲(chǔ)容量：(ml)
• 溫度測(cè)量：(℃)
• 壓力測(cè)量：(%F.S)
• 延時(shí)長(zhǎng)時(shí)間：(h)
• 儀器外徑：(mm)
• 電源：(V)
• 額定流量：(m3/h)
• 輸出壓力：——(MA)
• 溫度測(cè)量范圍：——(℃)

Tekscan 壓力分布測(cè)量系統(tǒng)

摘要:介紹一種先進(jìn)的壓力分布測(cè)量系統(tǒng),該系統(tǒng)使用獨(dú)特的柔性薄膜網(wǎng)格壓力傳感器,能夠?qū)θ魏谓佑|面之間的壓力分布進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量,并以直觀、形象的二維、三維彩色圖形顯示壓力分布的輪廓和數(shù)值,進(jìn)而做出評(píng)估。　　對(duì)各種壓力分布的測(cè)量和分析,在各行各業(yè)的研究和發(fā)展中都起著極其重要的作用。例如,汽車行業(yè)中,研究座椅的舒適性,需要測(cè)量人體對(duì)座椅的壓力分布;為提高輪胎的性能,需要測(cè)量輪胎與地面的接觸輪廓和壓力分布;為確保車門的密封性,需要測(cè)量車門密封墊在關(guān)門時(shí)的受力分布;醫(yī)療領(lǐng)域中,牙科醫(yī)生要診斷病人的牙齒咬合狀況,需要測(cè)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(cè)量成為解決這些問題的首要條件。而解決這些問題的傳統(tǒng)辦法就是進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn),這樣不但效率低,而且成本也比較高。美國(guó)Tekscan 公司的壓力分布測(cè)量系統(tǒng)就是基于上述情況而開發(fā)的,它是一種經(jīng)濟(jì)、高效、、快速、直觀的壓力分布測(cè)量工具。

1???????? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

Tekscan 壓力分布測(cè)量系統(tǒng)的獨(dú)特之處在于其技術(shù)———柔性薄膜網(wǎng)格傳感器。

標(biāo)準(zhǔn)的Tekscan 壓力傳感器由兩片很薄的聚酯薄膜組成,其中一片薄膜的內(nèi)表面鋪設(shè)若干行的帶狀導(dǎo)體,另一片薄膜的內(nèi)表面鋪設(shè)若干列的帶狀導(dǎo)體。導(dǎo)體本身的寬度以及行間距可以根據(jù)不同的測(cè)量需要而設(shè)計(jì)。導(dǎo)體外表涂有特殊的壓敏半導(dǎo)體材料涂層。當(dāng)兩片薄膜合為一體時(shí),大量的橫向?qū)w和縱向?qū)w的交叉點(diǎn)就形成了壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列。當(dāng)外力作用到感應(yīng)點(diǎn)上時(shí),半導(dǎo)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(yīng)點(diǎn)的壓力值。即壓力為零時(shí),阻值,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(nèi)部導(dǎo)體的寬度、行距、列距決定了每單位面積內(nèi)傳感點(diǎn)的個(gè)數(shù),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足各種不同的測(cè)量要求。例如,Tekscan 曾提供過面積為1 935 cm2 、傳感點(diǎn)為100 000 個(gè)的傳感器; Tekscan 開發(fā)的牙齒咬合力分析系統(tǒng),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(yīng)點(diǎn),分辨率為1 個(gè)感應(yīng)點(diǎn)/ cm2 。傳感器有不同的形狀和規(guī)格,其壓力測(cè)量范圍為0～175 MPa ,度為±5 %。

2???????? 系統(tǒng)在座椅舒適度測(cè)量中的應(yīng)用

GM , Ford , Toyota , Honda , BMW , Peugeot , Cit2roen ,Renault ,Volvo ,Delphi ,Johnson Cont rols ,Bert randFaure 和Magna 等幾家大公司都在廣泛應(yīng)用Tekscan系統(tǒng)來(lái)解決座椅舒適度問題?；赥ekscan 公司的創(chuàng)新傳感器技術(shù),系統(tǒng)同時(shí)可以使用4 000 個(gè)以上的傳感單元,分辨率達(dá)到每平方厘米一個(gè)傳感單元,高于任何其他的系統(tǒng)。系統(tǒng)密集的間隙分辨率能使用戶鑒別和測(cè)量縫合、接縫、墊子、線的支撐和泡沫硬度等對(duì)座椅的壓力分布和舒適度的影響效果。在駕駛過程中,系統(tǒng)具有每秒( 208Hz)傳感單元的動(dòng)態(tài)壓力分布采樣能力。當(dāng)然,系統(tǒng)也能處理簡(jiǎn)單靜態(tài)的和準(zhǔn)靜態(tài)的情況。通過對(duì)壓力分布的測(cè)量結(jié)果的評(píng)估,系統(tǒng)可以幫助設(shè)計(jì)者或制造商優(yōu)化材料的選擇,分析乘客進(jìn)出的過程,從而優(yōu)化駕駛員的駕駛位置,另外,系統(tǒng)還可評(píng)估懸掛系統(tǒng)對(duì)駕駛員的影響等。

系統(tǒng)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在其為非侵入式測(cè)量。傳感器只有0. 28 mm 厚,因此,將傳感器放在座墊和靠背上面,并不妨礙乘客對(duì)座位的感覺。利用測(cè)得的壓力分布圖就可以對(duì)座椅進(jìn)行評(píng)估,并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

Tekscan 壓力分布測(cè)量系統(tǒng)

動(dòng)態(tài)壓力分布,并且提供診斷工具以改進(jìn)設(shè)計(jì)。在此,用兩片單獨(dú)的傳感器進(jìn)行研究。一片放在內(nèi)側(cè)剎車片和轉(zhuǎn)軸之間,另一片放在外側(cè)剎車片和轉(zhuǎn)軸之間。用一個(gè)非旋轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)測(cè)試機(jī)施加剎車壓力。然后以200 Hz 的速率對(duì)夾緊力進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。在施加夾緊力的過程中,峰值壓力的分布圖清楚地顯示出剎車片在轉(zhuǎn)軸上的壓力分布的不均勻性。在內(nèi)側(cè)剎車片和外側(cè)剎車片之間壓力分布的不均勻性以不同的顏色表示出來(lái)。另外也顯示出了在內(nèi)剎車片的中心和外邊緣處產(chǎn)生了較高的壓力以及卡鉗在外剎車片上產(chǎn)生的高壓。
根據(jù)圖形顯示,每個(gè)剎車片的總受力都是平衡的,然而,因?yàn)閴毫Ψ植嫉牟痪鶆?所以每個(gè)剎車片的磨損和壓力重點(diǎn)也是不同的。類似的應(yīng)用還有活塞、轉(zhuǎn)子、卡鉗等設(shè)計(jì)。

壓力分布測(cè)量系統(tǒng)其他方面的典型應(yīng)用

Tekscan 壓力分布測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用范圍很廣,它可以測(cè)量除剪切力之外的所有壓力。下面列舉一些典型應(yīng)用領(lǐng)域:座椅設(shè)計(jì)和舒適度研究;剎車片受力分析;輪胎著地壓力分布;擋風(fēng)玻璃雨刷設(shè)計(jì);造紙業(yè)、打印機(jī)等行業(yè)中卷筒位置的調(diào)整;電路板印刷壓力平衡調(diào)整;緊固件和夾緊裝置附和分析;墊圈和密封設(shè)計(jì);高速碰撞研究;醫(yī)療和商業(yè)床墊的設(shè)計(jì);人類步態(tài)分析;人類關(guān)節(jié)研究;牙齒咬合力分析;假肢的設(shè)計(jì)。