測(cè)力傳感器在醫(yī)療電子領(lǐng)域的應(yīng)用
測(cè)力是將力轉(zhuǎn)化為電旌旗燈號(hào)的換能器
。數(shù)十年來(lái)，這種傳感器普遍用于各行各業(yè)的丈量跟傳感范疇
。年夜少數(shù)測(cè)力傳感器的中心部件是電阻應(yīng)變計(jì)。該元件遭到拉力或壓力時(shí)
，電阻會(huì)產(chǎn)生變更。箔應(yīng)變計(jì)是常用的一種
，由經(jīng)由熱處置的超薄金屬箔片制成
。該箔片能夠在介電薄層上化學(xué)蝕刻而成
，或許采取真空堆積或?yàn)R射技巧
，經(jīng)由過(guò)程資料的分子鍵合附著在介電層上。后一種技巧平日稱為薄膜法
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">；孟氲膽?yīng)變計(jì)應(yīng)當(dāng)體積小
，本錢(qián)低，對(duì)負(fù)荷偏向上的應(yīng)變極為敏銳
，并且不受四周情況溫度變更的影響
。
要經(jīng)由過(guò)程應(yīng)變計(jì)丈量應(yīng)變，所用電路必需可能丈量渺小應(yīng)變帶來(lái)的幽微電阻變更
。應(yīng)變計(jì)換能器平日包含4個(gè)應(yīng)變計(jì)元件
，這些元件經(jīng)由過(guò)程導(dǎo)線銜接成惠斯頓電橋電路
。作為應(yīng)變丈量的優(yōu)質(zhì)抉擇，這種電路為四腳并聯(lián)分別式電橋電路
，它可丈量電阻變更惹起的電流轉(zhuǎn)變
。其輸出電壓以單元輸入電壓下的毫伏數(shù)表現(xiàn)(mV/V)?div id="m50uktp" class="box-center"> ；菟诡D電橋也實(shí)用于溫度彌補(bǔ)
。
測(cè)力傳感器品種及響應(yīng)的丈量技巧
個(gè)別的惠斯頓電橋電路包含4個(gè)應(yīng)變計(jì)。但有些測(cè)力傳感器可應(yīng)用8
、16、32乃至更多個(gè)應(yīng)變計(jì)
，而另一些裝備則僅應(yīng)用一到兩個(gè)應(yīng)變計(jì)。應(yīng)變計(jì)定位能否[敏感詞]、裝置方法怎樣以及所用的資料決議了測(cè)力傳感器的機(jī)能
。換能器的模仿輸出平日須要停止旌旗燈號(hào)調(diào)理
、縮小跟數(shù)字化，以表現(xiàn)力
、測(cè)重
、壓力
、位移或所受的扭矩。
箔應(yīng)變計(jì)存在一些顯明的長(zhǎng)處
，比方：體積較小，存在多種丈量形式跟溫度彌補(bǔ)功效。這種應(yīng)變計(jì)出產(chǎn)本錢(qián)低
，裝置方法機(jī)動(dòng)，既可裝置在平整
、曲折或有槽的名義
，也可裝置在內(nèi)孔的名義
，因此合適種種翻新性的計(jì)劃請(qǐng)求，這是現(xiàn)在利用普遍的抉擇
。
微電機(jī)體系(MEMS)是該范疇的新技巧。MEMS為蝕刻成梁柱形
、隔閡形或板形的微型硅元件，可在測(cè)力元件內(nèi)施展傳感器的功效
。與集成電路的制作工藝相似，MEMS也是經(jīng)由過(guò)程團(tuán)體跟名義微加工技巧制成
。MEMS能夠年夜批量出產(chǎn)，由于能夠在有集成電路的單晶片上加工數(shù)以千計(jì)的傳感器元件
。只管這種傳感器可能以極低的本錢(qián)（低至多少美元）年夜批量出產(chǎn)，但與箔應(yīng)變計(jì)比擬
，其利用范疇仍很無(wú)限
。MEMS在醫(yī)療范疇常用于那些本錢(qián)低
、產(chǎn)量年夜(數(shù)百萬(wàn)以上)的一次性產(chǎn)物中，比方：一次性血壓傳感器跟用于丈量球囊導(dǎo)管壓力的血管成形安裝
。
由產(chǎn)業(yè)進(jìn)入醫(yī)療行業(yè)
年夜少數(shù)情形下
，尺寸跟本錢(qián)是產(chǎn)物從一般產(chǎn)業(yè)范疇轉(zhuǎn)入醫(yī)療行業(yè)進(jìn)程中的年夜成績(jī)。產(chǎn)物轉(zhuǎn)化時(shí)其量程跟牢靠性等根本技巧特色并未轉(zhuǎn)變
，但醫(yī)療行業(yè)個(gè)別須要丈量盎司
、克跟毫克級(jí)的負(fù)荷，而產(chǎn)業(yè)情況下
，負(fù)荷個(gè)別以磅
、千牛頓或噸為單元
。獨(dú)一破例的是理療痊愈東西，這種東西平日應(yīng)用尺度尺寸的測(cè)力傳感器
。
全部醫(yī)用測(cè)壓傳感器都必需高度準(zhǔn)確并緊湊包裝
，以便輕巧易攜，特殊是東西要與病人直接銜接時(shí)
。假如傳感器用于某醫(yī)療東西集成的監(jiān)測(cè)儀器內(nèi)
，要應(yīng)用不銹鋼跟陽(yáng)極化鋁等尺度包裝資料
。假如裝備與人體或液體直接打仗，則可應(yīng)用可高壓蒸汽滅菌的特種不銹鋼或一次性傳感器。
醫(yī)用測(cè)力傳感器晚期曾用于力學(xué)丈量等范疇
，如病床負(fù)重監(jiān)測(cè)
。20世紀(jì)80年月晚期之前，護(hù)士必需親身丈量病人的體重
，跟蹤顯明穩(wěn)定。在病床上裝置測(cè)力傳感器后
，病床可無(wú)效地將病人的[敏感詞]體重傳輸?shù)檬殖质窖b備上
。每張病床個(gè)別裝置4個(gè)測(cè)力傳感器
，每條床腿下一個(gè)，這些傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c相干裝備或把持器銜接的接線盒內(nèi)
。
未幾當(dāng)前，人們將小型測(cè)力傳感器利用到輕易產(chǎn)生工資過(guò)錯(cuò)的范疇
，比方：用于給藥的輸液泵
。以往，人們將液體
、藥物或養(yǎng)分液裝到輸液袋中，吊掛起來(lái)
，使液體經(jīng)由過(guò)程軟管依附重力輸入病人體內(nèi)
。為了盡可能準(zhǔn)確地調(diào)理流速，人們應(yīng)用了種種鉗夾辦法
。別的，護(hù)士還要頻仍地監(jiān)測(cè)輸液
，確保輸液準(zhǔn)確，輸液袋內(nèi)液體尚未流盡
，并且未產(chǎn)生回血。將測(cè)力傳感器跟監(jiān)測(cè)體系引入淺易輸液裝備中
，省卻了客觀斷定的進(jìn)程。測(cè)力傳感器可[敏感詞]丈量輸液袋的分量
，當(dāng)液體分量于事后設(shè)定值差別時(shí)，傳感器會(huì)破即向銜接的裝備收回忠告信息
。平日，小型彎梁測(cè)力傳感器(量程100g至1lb)裝置在軟管下的儲(chǔ)液器上
。傳感器可檢測(cè)輸液時(shí)期的導(dǎo)管分量變更
，并與電子把持器停止數(shù)據(jù)通訊
。
將測(cè)力傳感器與以往純真的機(jī)器技巧聯(lián)合
，能夠?qū)⑿畔⒎磻?yīng)給其余裝備
。將主動(dòng)化引入很多醫(yī)療范疇中
，能夠增加操縱中的工資過(guò)錯(cuò)
。測(cè)力傳感器供給的數(shù)據(jù)被永恒記載上去
，如許也可年夜年夜改良醫(yī)療進(jìn)程的跟蹤記載
，便于義務(wù)確認(rèn)。
利用實(shí)例
當(dāng)初
，理療東西的測(cè)力傳感器直徑僅3–4英寸，小的還不到半英寸
。量程從多少毫克到多少百磅，不受測(cè)力傳感器尺寸的影響
。即便小的測(cè)力傳感器也存在與較年夜傳感器雷同的量程、精度跟反復(fù)性
。傳感器尺寸小到必定水平時(shí)，確切會(huì)限度其量程
，但少數(shù)醫(yī)療利用都不須要用到年夜型測(cè)力傳感器的分量量程
。
半導(dǎo)體跟電路裝備進(jìn)步的盤(pán)算機(jī)主動(dòng)化
、 無(wú)線銜接以及一直減小的體積跟一直加強(qiáng)的功效
，年夜年夜擴(kuò)大了測(cè)力傳感器在醫(yī)療范疇的利用范疇
。此條件到的輸液技巧跟病床負(fù)重丈量辦法利用仍很普遍，但跟著集成主動(dòng)化裝備的應(yīng)用
，這些利用變得更為龐雜了
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