CN1034390C - 微机化动态力测试仪 - Google Patents
微机化动态力测试仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1034390C CN1034390C CN91103296A CN91103296A CN1034390C CN 1034390 C CN1034390 C CN 1034390C CN 91103296 A CN91103296 A CN 91103296A CN 91103296 A CN91103296 A CN 91103296A CN 1034390 C CN1034390 C CN 1034390C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- force
- occlusion force
- instrument
- amplifier
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 10
- 239000011888 foil Substances 0.000 abstract description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 210000004763 bicuspid Anatomy 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 210000004513 dentition Anatomy 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 210000001548 stomatognathic system Anatomy 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
Abstract
一种新型微机化动态力测试仪，该装置由力传感器和仪器箱两部分组成。力传感器为圆筒形，筒内粘贴电阻应变片电桥，由传感器测得的人体牙齿力，传输到仪器箱内的放大器，经放大输出送采样器，采样输出送计算机进行数据处理，处理后由外设打印，显示输出。该装置不仅能测动态、静态力，而且功能齐全，有三个档次量程(5、25、50kgf)，测试精度高、速度快，操作由程序控制，自动化程度高。放大、采集、主机、外设一体化，便于携带，是口腔医疗界的理想仪器。
Description
本发明广泛应用于口腔医学领域内，在该领域内的科研及临床上。用于测量动、静态力，也可用于诊断口颌系统疾病，判定正畸治疗及牙体、义齿修复的治疗效果，还可以作为口颌系统生物力学研究的测试手段。
目前国内测量力的方法是将厚度为6～8mm的传感器工作头放在上下两个牙间，嘱受试者用力咬，以测得上下两牙间的最大咬合力。其缺点是：1、只能测瞬间咬合力，亦称静态力，而不能测正常咀嚼食物状态时的咀嚼力；2、这种测试方法由于工作头厚度加高了上下颌间距离，不太符合实际口腔生理状态。国内目前尚未见到有测定咀嚼食物过程中的动态力的报导。国外测定咀嚼食物过程中动态力(咀嚼力)的方法很多，其中对电阻应变式传感器的研制有报导，但未见有成品测试仪研制报导。已查阅的资料如下：
1、Ogala K Ct al Occlusal force distributionin remoyable partldentures：A preliminary report.Josaka univ.Dent.Sch.1983；12：187-194
此文描述的是一种测定基托下覆盖基牙上作用力装置，传感器呈悬臂梁式，应变片贴在悬臂梁上，传感器体积较大，且只适用于测基托压力。未见有成品测试仪。
2、Watson CJ and Wahab M DA.Thedevelopment of aninexpensive pressure trasdu-er for use at denture base-mucosalsurfainterface、Br Ben tJ1984；156；135 140
此文介绍了一种压力传感器的制作方法，传感器体积为4×7mm，在两层金属隔膜中放置一中央针，内层隔膜上放一应变片，因该传感器体积大于牙冠，所以只放在基托组织面测压力，同时测试数据利用模拟测试系统得出，未见有成品测试仪的报导。
3、Lundgren Dand laurell L.Occlusal for cesin prosthetically restored dentition：amethodological study.J oralRehabil 1984；11：29-37
该文研制的测力传感器为圆柱形，5.2×5.2mm，使用复杂且体积大，未见用成品测试仪作收集和处理测试数据的报导。
为了克服上述问题，本发明的目的是研制一种新型微机化动态力测试仪。1、传感器体积小，将传感器放置在牙冠或义齿基托内，即可测定咀嚼食物状态下的 面压力，也可测定基托下组织受的压力。2、测得的咀嚼力大小，可直接输入微机系统，并可按所需参数指标作计算、显示、打印或存贮。3、传感器、信号放大与微机数据处理一体化，形成系统成品仪器。
微机化动态力测试仪由两部分组成：第一部分为力传感器；第二部分为微机化测试仪仪器箱。一、力传感器采用不锈钢合金材料，为弹性元件，其形状为圆筒式，包括有端盖(1)；筒体(2)；端盖(3)。在筒体(2)内粘贴四个电阻应变片(4)，即R1～R4，形成电阻应变电桥。端盖(1)和端盖(3)分别密封于筒体(2)的两端，在筒底壁上开有一小孔(5)，供电阻应变片电桥的四根线引出。二、微机化力测试仪仪器箱内包括有：1、通道应变直流放大器；2、数据采集和预处理接口；3、计算机(计算机型号可选用HX-20)；4、外部设备(显示、打印、磁带存贮)；5、数据采集、处理等软件程序，微机化力测试仪仪器箱，首先要有一个箱体(6)，在箱体(6)内置入计算机机箱(7)，在计算机机箱(7)的下面铺设一块面板(8)，在面板(8)上装有传感器信号输入插座(9)共四个、钮子开关(10)四个，微调旋钮(11)、指示灯(12)及电源输入插座等，在计算机机箱的面板上有键盘(13)、功能键(量程开关和联动开关)(14)、磁带存贮(15)、显示(16)、打印机(17-1)、通道应变直流放大器和数据采集及预处理接口电路可以制成电路板，置入面板(8)的下面，也可以置入计算机机箱(7)内，计算机机箱内有主机机芯。
通道应变直流放大器电路包括：有补偿电路(17)、差动运算放大器(18)和末级放大器(19)，补偿电路(17)中有灵敏度调整电位计W1、平衡电位叶W2、传感器灵敏度电位计W3100Ω、电桥平衡电位计W410K及电阻R52M，R6、R71K×2和测量调零开关的引线端，差动运算放大器(18)中包括有：放大器A1、A2、A3，A1、A2可选用OPO7，A3可选WA741，电阻RFD75K×2、RW2K、RW也可用可调电位计aw代替，Rf2K×2、RF30k×2、电容C1～C30.02μ、末级放大器(19)中有放大器A4，可选WA741、电位计W52K、电阻RW4，10K、Rf4，2K×2、RF4、24K和3K×2、电容C40.02μ，电路连接关系是电阻应变片电桥的输入端1.3分别接电源5V和地，输出端2.4经补偿电路后接，差动运算放大器(18)中A1A2的输入端，其输出端接放大器A3的输入端，A3的输出端接末级放大器(19)，末级放大器(19)中A4的输出端去连接计算机量程识别电路(20)。通道应变直流放大器的设计是：1、高输入阻抗同相并联差动运算放大器，能有效地抑制共模信号，只对差动信号进行放大，合理的选择RFD、RW、RF、Rf各值，就可以达到所要求的放大量。2、放大器的灵敏度、量程和平衡问题：放大器的灵敏度调整可以通过一个可变电阻aw替代同相并联差放中的RW电阻实现。改变量程的方法是采用改变末级放大器A4的反馈电阻来实现的，RF4由三个电阻串连而成，“1”位表示5kgf档，此时A4的放大倍数比5kgf档降低5倍(3倍)；量程“3”位表示50kgf档，放大倍数比5kgf时降低10倍。放大器自身的平衡是靠在末级同相端加以适当的正电压来实现的，电阻RW4就起这种作用。3、计算机对量程的识别是量程识别电路与计算机相连计算机搜索1、2、3三个电路档就可得知当时测量的档次，于是便可自动按该档次的放大率处理数据。量程识别电路(20)中的联动开关可置于面板下，量程开关也可置于面板上。数据采集和预处理接口电路可制成接口板(21)置入箱体(6)内，在接口板上带有自己的中央处理器、Z80CPU和固化在EPROM2716存贮器中的操作处理程序，由A/D变换器ADC0809能同时采集与处理四个通道CH1～CH4力传感器输入的信号，驱动器74LS244两片用来接收量程开关状态的输入，初数据经初步处理及整理后，由1488串行输出，送至HX-20，计算机作进一步处理。接口板(21)为一般公知技术，电路图略，连接关系如图9所示。
数据采集、处理、软件程序包括有：固化在接口板(21)EPROM中的初数据采集、处理程序和HX-20计算机处理程序。初数据采集、处理程序将四个通道CH1～CH4的模拟量由ADC0809进行采样，采样间隔为0.06秒，每个通道有3种量程，共12个开关量输入给74LS244由初数据采集、处理程序进行自动判断识别，把当前采到的信号、状态整理后，以串行方式依次发出，送HX-20计算机，HX-20计算机处理程序是将初数据采集、处理程序送来的数据做进一步整理、计算后，由外设、显示、打印或存贮、输出。
本发明的优点是：体积小、重量轻、操作简单、功能齐全、计算迅速及携带方便。同时，力传感器体积小可直接安装在前磨牙或磨牙的牙冠内测动态咀嚼力，也可安装在基托组织面测基托下组织压力。力传感器设计原理新颖，在体积非常小的圆筒壁内粘贴四个电阻应变片，并根据应变片不同位置及方向的特点，可自动形成温度补偿，使电桥有最大输出电压及避免力的偏向影响等优点。本发明测试精确，当测试基托压力值小时可选择5kg或25kg的量程档，当测试面最大咬合力时，可选择50kg量程档，满足不同测试的要求，是医学口腔领域的理想的测试设备。
本发明有如下附图：
图1、原理方框图；
图2、传感器应变筒视图；
图3、电阻应变片布置视图；
图4、微机动态 力测试仪示意图；
图5、通道应变直流放大器电路图(单个通道)；
图6、差动运算放大器(材8)电路图；
图9、数据采集和预处理电路原理框图；
图10、初数据采集、处理程序流程图；
图11、HX-20计算机处理程序流程图。
图12～16为屏幕显示的图象。
图中标号如下：1、端盖；2、筒体；3、端盖；4、应变片；5、小孔；6、箱体；7、计算机机箱；8、面板；9、插座(四个)；10、钮子开关(四个)； 11、微调旋钮(四个)；12、指示灯；13、键盘； 14、功能键(量程开关、联功开关)；15、磁带存贮；16、显示；17-1打印机；17、补偿电路：
包括有：电位计：灵敏度调整W1任选
平衡W2任选
传感器灵敏度W3 100Ω
电桥平衡W4 10K
电阻：R5 2M、R6 1K、R7 1K
18、差动运算放大器：
包括有：放大器：A1、A2可选择OP07
A3可选择μA741
电阻：RFD75K×2、RW2K(也可用可调电位计AW代替)
Rf2K×2、RF30K×2
电容：C1～C30.02W
19、末级放大器：
包括有：放大器：A4可选UA741
电位计：W52K
电阻：RW4 10K、Rf42K×2
RF4 24K和3K×2
电容：C4 0.02W
20、量程识别电路
21、接口板
包括有：中央处理器Z80CPU、存贮器EPROM2716、A/D变换器ADC0809、驱动器74LS244×2、串行输出1488本发明的实施过程及使用操作如下：传感器外形为圆筒式，采用不锈钢合金材料，为弹性元件，几何尺寸：圆筒外径4.6MM，内径4.0MM，高为4.3MM，圆筒上下有两个端盖，如图1所示。四个箔式电阻应变片R1～R4，基栅尺寸1×1MM2，120Ω的高精密级。在圆筒内壁中段，沿圆周方向相距90°用聚乙稀醇缩甲乙醛胶粘贴4个应变片，粘好加温固化。4根引出线由小孔引出并用硅橡胶将孔密封。端盖密封在筒体两端。传感器的量程50、250、500N(牛顿)(约5、25、50kgf)三档，工作环境温度10～40℃并满足测试和消毒要术，并可重复使用。微机化力测试仪仪器箱的制作是：首先制做一个便于携带的箱体(6)，将HX-20计算机机箱(7)置入箱体(6)中，箱体(6)内铺有面板(8)，面板(8)上装有插座，旋钮、指示灯等。如图4所示，将焊好的通道应变直流放大器电路板、数据采集和预处理接口板，调整好装入箱体(6)内。本发明硬件连接关系是力传感器通过电缆插头与通道应变直流放大器的输入相连，通道应变直流放大器的输出端连接数据采集预处理接口的输入端，接口的输出端连接HX-20计算机、计算机连接外部设备、显示、打印等。本发明的操作步骤是：首先接通电源，检查各部件是否接插可靠，然后开机。
开机运行程序，屏幕上将显示如图2所示信息，如进行静态力测量则键入“1”，动态力测量键入“2”。
选好后屏幕刷新为图13情况，输入名字和日期，格式不限。
输完后屏幕显示图14情况。
压一任意键后即进行数据采集，屏幕为图15情况。
数据采集完后屏幕将自动刷新为图16情况，进行计算和处理。
完毕后打印数据和曲线并返回到初始菜单，即可进行下一次测量。
Claims (1)
1.一种新型微机化动态力测试仪，该装置由两部分组成，第一部分是力传感器，第二部分是微机化力测试仪仪器箱，其特征在于：该力传感器采用不锈钢合金材料，为弹性元件，其形状为圆筒式，包括有端盖(1)、筒体(2)端盖(3)，在筒体(2)内粘贴四个电阻应变片(4)，R1-R4形成电阻应变电桥，端盖(1)和(3)分别密封于筒体(2)的两端，在筒底壁上开有小孔(5)，供电阻应变片电桥的引出线引出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN91103296A CN1034390C (zh) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 微机化动态力测试仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN91103296A CN1034390C (zh) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 微机化动态力测试仪 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1066974A CN1066974A (zh) | 1992-12-16 |
| CN1034390C true CN1034390C (zh) | 1997-04-02 |
Family
ID=4906017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN91103296A Expired - Fee Related CN1034390C (zh) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 微机化动态力测试仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1034390C (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104127253B (zh) * | 2014-08-11 | 2016-02-03 | 福州大学 | 一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法 |
| CN104931185B (zh) * | 2015-06-02 | 2017-08-04 | 北京天源科创风电技术有限责任公司 | 螺栓安装工艺性能评估方法及设备 |
| CN105012039B (zh) * | 2015-07-28 | 2017-01-04 | 安徽工程大学 | 一种牙齿综合测量仪 |
| CN104997569B (zh) * | 2015-07-28 | 2017-01-18 | 安徽机电职业技术学院 | 一种基于可拆卸牙套的牙齿综合测量仪 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4521186A (en) * | 1983-05-17 | 1985-06-04 | Harold Wodlinger | System for determining the first prematurity contact of dental occlusion |
| US4734034A (en) * | 1985-03-29 | 1988-03-29 | Sentek, Incorporated | Contact sensor for measuring dental occlusion |
-
1991
- 1991-05-23 CN CN91103296A patent/CN1034390C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4521186A (en) * | 1983-05-17 | 1985-06-04 | Harold Wodlinger | System for determining the first prematurity contact of dental occlusion |
| US4734034A (en) * | 1985-03-29 | 1988-03-29 | Sentek, Incorporated | Contact sensor for measuring dental occlusion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1066974A (zh) | 1992-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5119831A (en) | System and method for detecting pressure of selected body parts | |
| Lyons et al. | An evaluation of the T-Scan computerised occlusal analysis system. | |
| Lu et al. | Probing the origins and control of shrinkage stress in dental resin-composites: I. Shrinkage stress characterization technique | |
| CN103491869B (zh) | 用于继发龋诊断的装置和方法 | |
| CN104764552A (zh) | 一种用于手术操作力感知的力敏传感器 | |
| CN203226914U (zh) | 牙齿矫治器测试装置 | |
| CN103126740A (zh) | 医用止血器械、夹持力检测系统、标定与测量装置及方法 | |
| CN1310981A (zh) | 用于中医诊脉的脉压潜象探测法及其装置 | |
| CN1034390C (zh) | 微机化动态力测试仪 | |
| EP1603455B1 (en) | System for measuring and indicating changes in the resistance of a living body | |
| Rugh et al. | The measurement of human oral forces | |
| CN103860284B (zh) | 牙齿矫治器测试装置及方法 | |
| Kelsey et al. | A method of measuring pressures against tissues supporting functioning complete dentures | |
| US4928707A (en) | Electronic pressure algometer apparatus | |
| CN110074888B (zh) | 一种精密控力牙周探针 | |
| US4881552A (en) | Tooth stability monitor | |
| Margolis et al. | A new instrument for recording oral muscle forces: the photoelectric myodynagraph | |
| Tayel et al. | A bio-sensory system for increase implant longevity for occlusal analysis | |
| CN110934568A (zh) | 一种基于数据融合技术的肌肉压痛量化测试系统及方法 | |
| CN218035505U (zh) | 传感器校准设备 | |
| CN211504486U (zh) | 一种矫治力检测装置 | |
| CN204468046U (zh) | 具有数字显示功能的椎间盘内压力测试装置 | |
| SOLBERG | JOHND. RUGH | |
| CN220136273U (zh) | 一种单桥弯曲应变片信号处理模块 | |
| CN109875831B (zh) | 一种人体与外骨骼的交互力测量方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |