,對T ^勺總輸出的耦合或干擾，因為凡是在信號包含相減的運算中，等量和同符合 的電容變化都自動消除。而FdPFJ# 〇 n的干擾可通過上層電極在b。方向增加幾何長度 2 8。消除，0 Ty同理可求。
[0095] (4)主要材料選擇及其特性參數(shù)
[0096] 梳齒狀平行板電容器的結(jié)構(gòu)剖面圖類似于圖13所示的三明治結(jié)構(gòu)。圖13中，1 為上PCB基板，2為下PCB基板，3為驅(qū)動電極，4為感應(yīng)電極，5為彈性介質(zhì)。
[0097]極板距(1。= 0. 1mm上下基板內(nèi)側(cè)空間除銅箱電極外，均為用失蠟鑄造法充填的 PDMS (聚二甲基硅氧烷）超彈絕緣介質(zhì)。其機械和物理特性參數(shù)為楊氏模量E = 6. 2MPa， 而其抗剪彈性模量為G = 4.1MPa，介質(zhì)極化時相對介電常數(shù)ey=2.5。由于介質(zhì)的E和 G遠小于銅的彈性模量E,0= 103GPa。故電容器內(nèi)部介質(zhì)在應(yīng)力狀態(tài)下的變形遠大于極板 的變形。
[0098] (5)電極引線設(shè)計
[0099] 無論是驅(qū)動電極或感應(yīng)電極都需備有引出線，考慮各個驅(qū)動電極在信號電平上都 是接地的，故四組驅(qū)動電極只需共用同一個引出線。而四個電容單元模塊感應(yīng)電極則需用 各自獨立的引出線，于是整個電容組件共有至少5個管腳從平面封裝的側(cè)面引出，以便整 個組件頂部與底部外表面能方便地與測量對象接觸。
[0100] 本實用新型在新材料和新工藝的支撐下，完成了一種新型三維力敏感電容組合的 設(shè)計，在10X 10mm2的受力面上，無論是法向或切向，都可向介質(zhì)較均勻的傳遞應(yīng)力。文中 四個單元電容呈兩對組合分布。在空間力與傳感器表面的接觸中外力只有1個，電容響應(yīng) 卻有4個，對4個電容求和可得到法向F n的信息，即整個電極板都對求F n做出貢獻，同時將 兩對電容組合組成差動系統(tǒng)，又可獲得FdP F y的信息，從而完整描述一個三維力。這4個 單元電容組合既要完成其基本功能，又要互不干擾，這是靠巧妙的設(shè)計構(gòu)思才得以實現(xiàn)，按 設(shè)計參數(shù)一次轉(zhuǎn)換的法向靈敏度和切向靈敏度和最大線性誤差，借此可為同行研發(fā)者提 供借鑒。
[0101] 上面結(jié)合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受 上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改 進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種牙齒綜合測量儀，其特征在于，該測量儀包括牙齒咬合采集單元、牙齒松動采 集單元、牙齒卡套、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)處理單元、無線通信單元和控制器，所述牙齒咬合采集 單元、牙齒松動采集單元安裝于牙齒卡套上，所述數(shù)據(jù)采集卡采集牙齒咬合采集單元、牙齒 松動采集單元的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理單元將數(shù)據(jù)采集卡采集的信息處理后送到控制器，所 述數(shù)據(jù)處理單元、無線通信單元分別和控制器連接，所述無線通信單元與遠程接收單元進 行通信，所述牙齒咬合采集單元、牙齒松動采集單元均采用薄膜三維力壓力傳感器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙齒綜合測量儀，其特征在于，所述牙齒卡套包括側(cè)套和底 套，所述側(cè)套和底套可拆卸連接，所述牙齒松動采集單元安裝于側(cè)套上，所述牙齒咬合采集 單元安裝于底套上。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的牙齒綜合測量儀，其特征在于，所述底套包括為相互可拆卸 連接的底套卡片，底套卡片上下面均設(shè)有卡和牙齒咬合采集單元的底套夾緊結(jié)構(gòu)，側(cè)套包 括為相互可拆卸連接的側(cè)套卡片，側(cè)套卡片一面設(shè)有卡和牙齒松動采集單元的側(cè)套夾緊裝 置，一面設(shè)有與牙齒無縫連接的卡和裝置。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙齒綜合測量儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù) 過濾單元、數(shù)據(jù)分類單元、數(shù)據(jù)融合處理單元和數(shù)據(jù)庫單元，所述數(shù)據(jù)過濾單元用于過濾傳 感器采集的錯誤數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)分類單元對過濾后的數(shù)據(jù)進行分類，數(shù)據(jù)融合處理單元根 據(jù)數(shù)據(jù)分類單元的數(shù)據(jù)進行融合處理輸出二維數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)庫單元用于存儲檢測數(shù)據(jù)和標(biāo) 準數(shù)據(jù)，所述標(biāo)準數(shù)據(jù)為正常牙齒數(shù)據(jù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙齒綜合測量儀，其特征在于，所述薄膜三維力壓力傳感器 包括控制單元、與控制單元分別連接的X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單元組 合，所述X方向差動電容單元組合通過電容值相減計算X方向的切向力且消除Y方向切向 力影響，所述Y方向差動電容單元組合通過電容值相減計算Y方向的切向力且消除X方向 切向力影響，所述X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單元組合的電容值求和計算 電容傳感器的法向力且消除切向力影響，所述X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容 單元組合均包括兩個以上相互形成差動的電容單元模塊，所述電容單元模塊是由兩個以上 的條狀電容單元組成的梳齒狀結(jié)構(gòu)，每個條狀電容單元包括上極板的驅(qū)動電極和下極板的 感應(yīng)電極。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的牙齒綜合測量儀，其特征在于，所述每個條狀電容單元的驅(qū) 動電極和感應(yīng)電極寬度相同，驅(qū)動電極的長度大于感應(yīng)電極長度，驅(qū)動電極長度兩端分別 預(yù)留左差位S左和右差位8右，b0驅(qū)=b0感+5右+ 8左，其中，b0驅(qū)為條狀電容單兀的驅(qū)動電極 長度，b_為條狀電容單元的感應(yīng)電極長度，所述差位S左=，且S左之其中d。 為彈性介質(zhì)厚度，G為彈性介質(zhì)的抗剪模量，t_為最大應(yīng)力值。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的牙齒綜合測量儀，其特征在于，所述兩組相互形成差動的電 容單元模塊的條狀電容單元的驅(qū)動電極和感應(yīng)電極沿寬度方向設(shè)有初始錯位偏移，錯位偏 移大小相同、方向相反。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的牙齒綜合測量儀，其特征在于，所述梳齒狀結(jié)構(gòu)包括20個以 上條狀電容單元、與條狀電容單元一一對應(yīng)連接的引線，相鄰兩條狀電容單元之間設(shè)有電 極間距a5，所述平行板面積S=M(a(]+a5)b。，其中，M為條狀電容單元數(shù)量，b。為條狀電容 單元的長度，a。條狀電容單元的寬度；所述電容單元模塊的每個條狀電容單元的引線通過 并聯(lián)或者獨立方式連接到控制單元。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的牙齒綜合測量儀，其特征在于，所述條狀電容單元的寬度 % 其中，d。為彈性介質(zhì)厚度，E為彈性介質(zhì)的楊氏模量，G為彈性介質(zhì)的抗剪模量。10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的牙齒綜合測量儀，其特征在于，所述控制單元和電容單元模 塊之間設(shè)有中間變換器，中間變換器用于設(shè)置電壓對電容或頻率對電容的傳輸系數(shù)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種牙齒綜合測量儀，屬于牙齒檢測領(lǐng)域，該測量儀包括牙齒咬合采集單元、牙齒松動采集單元、牙齒卡套、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)處理單元、無線通信單元和控制器，所述牙齒咬合采集單元、牙齒松動采集單元安裝于牙齒卡套上，數(shù)據(jù)處理單元將數(shù)據(jù)采集卡采集的信息處理后送到控制器，所述牙齒咬合采集單元、牙齒松動采集單元均采用薄膜三維力壓力傳感器。本實用新型通過牙齒咬合采集單元、牙齒松動采集單元的配合和精確測量，并且不會對傳感器進行了改進，厚度小，對檢測準確性的影響非常小，對于咬合力的測量對牙病的診斷和治療具有重要的參考價值，解決了現(xiàn)有技術(shù)中檢測結(jié)果不準確，差異大，數(shù)據(jù)不可靠的問題。
【IPC分類】A61C19/05, A61C19/04
【公開號】CN204814260
【申請?zhí)枴緾N201520565876
【發(fā)明人】裴瑞平, 王超, 朱海朋
【申請人】安徽工程大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月28日