一種名叫金屬懸臂粱式口周肌壓力傳感器的設(shè)計(jì)與制作方法，這種新型的壓力傳感器可以應(yīng)用于口腔正畸學(xué)的相關(guān)研究與應(yīng)用中，并且具有體積小、厚度薄的優(yōu)點(diǎn)，相比同類(lèi)型的傳感器，測(cè)量起來(lái)誤差較小。

口周肌壓力簡(jiǎn)稱(chēng)口周力，是指牙弓周?chē)?、頰、舌部肌肉對(duì)牙弓的壓力，是口腔正畸學(xué)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。從1873年Tomes首次提出口周力這一概念至今，學(xué)者們對(duì)口周力進(jìn)行了大量的研究，在測(cè)量數(shù)值上存在較大的差異，而且有些測(cè)量項(xiàng)目不同，不同學(xué)者所得到的結(jié)論也是完全不同的。

造成這些分歧的原因很多，其中數(shù)據(jù)采集方法的差異便是一個(gè)主要原因，尤其是傳感器的不同造成的差異。小巧而精密的口內(nèi)傳感器是準(zhǔn)確測(cè)量口周力值的基礎(chǔ)，口內(nèi)裝置過(guò)大，就會(huì)干擾口腔肌肉的自然狀態(tài)，增加測(cè)量誤差，所以要盡量減少傳感器的體積，特別是傳感器的厚度對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大。相關(guān)研究結(jié)果表明，當(dāng)口內(nèi)傳感器的厚度大于2mm時(shí)，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大，以往的研究中，學(xué)者們?cè)O(shè)計(jì)的口內(nèi)傳感器的厚度多在2.0～2.5mm左右，因此，有必要研制一種體積小、穩(wěn)定性好、靈敏度高、便于口周力測(cè)量的新型口周肌壓力傳感器。今天介紹的這款新型的金屬懸臂粱式口周肌壓力傳感器體積小，厚度為1.0mm，基本符合以上要求。

傳感器是數(shù)據(jù)采集的重要部件之一，其精確度及穩(wěn)定性的好壞，直接影響測(cè)量結(jié)果的精確與否。本研究中為了保證傳感器能夠在采集數(shù)據(jù)過(guò)程中不失真，盡可能排除以下幾種可能形成傳感器輸出誤差的因素，首先是防水性能，對(duì)于口腔內(nèi)應(yīng)用的傳感器，防水性能是至關(guān)重要的，良好的防水性能決定了傳感器輸出的穩(wěn)定性。這是因?yàn)閭鞲衅魉褂玫碾娮钁?yīng)變片，要在絕緣密封條件下才能穩(wěn)定工作，否則將無(wú)法進(jìn)行精確、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集與輸出。本研究所用傳感器均做了相應(yīng)的防水及密封處理，并做了嚴(yán)格的測(cè)試，因此在這方面保證了傳感器能夠穩(wěn)定工作。溫度對(duì)傳感器的影響也是不容忽視的，對(duì)制作傳感器的應(yīng)變片本身而言，受溫度影響并不大，但當(dāng)它通過(guò)粘結(jié)劑粘貼于彈性元件表面后，由于彈性元件與電阻應(yīng)變片基底膜線(xiàn)膨脹系數(shù)的不一致，溫度的變化將使傳感器產(chǎn)生溫漂現(xiàn)象，如果這一現(xiàn)象比較明顯，對(duì)測(cè)量是不利的，雖然這一誤差可通過(guò)電路的設(shè)計(jì)或其它方法進(jìn)行校正，但由于這種溫漂現(xiàn)象影響的是原始的輸入信號(hào)，因此應(yīng)該盡可能排除，在這一方面，本研究根據(jù)所選用的彈性元件材料的性能參數(shù)，向電阻應(yīng)變片的生產(chǎn)廠家訂做了相對(duì)應(yīng)的具有溫度自補(bǔ)償功能的電阻應(yīng)變片，使得二者的線(xiàn)膨脹系數(shù)相應(yīng)接近，而且貼片時(shí)，所用的粘接劑也是廠家所推薦的，制作傳感器的所有流程均嚴(yán)格依據(jù)廠家的要求進(jìn)行，這樣就在最大限度上解決了溫度對(duì)傳感器的影響。

另外，傳感器大小也是影響測(cè)量的一個(gè)重要因素，尤其是傳感器的厚度，一些學(xué)者［4］的研究認(rèn)為，當(dāng)傳感器的厚度唇側(cè)超過(guò)2mm，舌側(cè)大于1mm時(shí)，將對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，因此長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)者們?cè)谠O(shè)計(jì)傳感器時(shí)，對(duì)其厚度均給予了足夠的重視，傳感器的厚度從開(kāi)始的2～6mm厚，逐漸降至1mm。本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的傳感器厚度為1mm，而且在基底的設(shè)計(jì)上采用弧形設(shè)計(jì)，從而盡可能減小傳感器突出于牙面的實(shí)際厚度。

靈敏度是傳感器的另一個(gè)重要性能參數(shù)，這除了同電阻應(yīng)變片的靈敏度及彈性元件所用材料的有關(guān)參數(shù)相關(guān)外，與彈性元件的具體設(shè)計(jì)也是密切相關(guān)的，本研究所設(shè)計(jì)的彈性元件，受力部分采用半圓形設(shè)計(jì)，這樣將對(duì)壓力的反應(yīng)更為靈敏。

由于傳感器均是個(gè)別制作的，每個(gè)傳感器之間均存在著一定的差異，因此，在測(cè)量使用之前，均需進(jìn)行標(biāo)定和嚴(yán)格的性能測(cè)試，以保證傳感器性能的穩(wěn)定，為測(cè)量結(jié)果的客觀性創(chuàng)造條件。