,对T ^勺总输出的耦合或干扰，因为凡是在信号包含相减的运算中，等量和同符合 的电容变化都自动消除。而FdPFJ# 〇 n的干扰可通过上层电极在b。方向增加几何长度 2 8。消除，0 Ty同理可求。
[0095] (4)主要材料选择及其特性参数
[0096] 梳齿状平行板电容器的结构剖面图类似于图13所示的三明治结构。图13中，1 为上PCB基板，2为下PCB基板，3为驱动电极，4为感应电极，5为弹性介质。
[0097]极板距(1。= 0. 1mm上下基板内侧空间除铜箱电极外，均为用失蜡铸造法充填的 PDMS (聚二甲基硅氧烷）超弹绝缘介质。其机械和物理特性参数为杨氏模量E = 6. 2MPa， 而其抗剪弹性模量为G = 4.1MPa，介质极化时相对介电常数ey=2.5。由于介质的E和 G远小于铜的弹性模量E,0= 103GPa。故电容器内部介质在应力状态下的变形远大于极板 的变形。
[0098] (5)电极引线设计
[0099] 无论是驱动电极或感应电极都需备有引出线，考虑各个驱动电极在信号电平上都 是接地的，故四组驱动电极只需共用同一个引出线。而四个电容单元模块感应电极则需用 各自独立的引出线，于是整个电容组件共有至少5个管脚从平面封装的侧面引出，以便整 个组件顶部与底部外表面能方便地与测量对象接触。
[0100] 本实用新型在新材料和新工艺的支撑下，完成了一种新型三维力敏感电容组合的 设计，在10X 10mm2的受力面上，无论是法向或切向，都可向介质较均匀的传递应力。文中 四个单元电容呈两对组合分布。在空间力与传感器表面的接触中外力只有1个，电容响应 却有4个，对4个电容求和可得到法向F n的信息，即整个电极板都对求F n做出贡献，同时将 两对电容组合组成差动系统，又可获得FdP F y的信息，从而完整描述一个三维力。这4个 单元电容组合既要完成其基本功能，又要互不干扰，这是靠巧妙的设计构思才得以实现，按 设计参数一次转换的法向灵敏度和切向灵敏度和最大线性误差，借此可为同行研发者提 供借鉴。
[0101] 上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受 上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改 进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型 的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种牙齿综合测量仪，其特征在于，该测量仪包括牙齿咬合采集单元、牙齿松动采 集单元、牙齿卡套、数据采集卡、数据处理单元、无线通信单元和控制器，所述牙齿咬合采集 单元、牙齿松动采集单元安装于牙齿卡套上，所述数据采集卡采集牙齿咬合采集单元、牙齿 松动采集单元的数据，所述数据处理单元将数据采集卡采集的信息处理后送到控制器，所 述数据处理单元、无线通信单元分别和控制器连接，所述无线通信单元与远程接收单元进 行通信，所述牙齿咬合采集单元、牙齿松动采集单元均采用薄膜三维力压力传感器。2. 根据权利要求1所述的牙齿综合测量仪，其特征在于，所述牙齿卡套包括侧套和底 套，所述侧套和底套可拆卸连接，所述牙齿松动采集单元安装于侧套上，所述牙齿咬合采集 单元安装于底套上。3. 根据权利要求2所述的牙齿综合测量仪，其特征在于，所述底套包括为相互可拆卸 连接的底套卡片，底套卡片上下面均设有卡和牙齿咬合采集单元的底套夹紧结构，侧套包 括为相互可拆卸连接的侧套卡片，侧套卡片一面设有卡和牙齿松动采集单元的侧套夹紧装 置，一面设有与牙齿无缝连接的卡和装置。4. 根据权利要求1所述的牙齿综合测量仪，其特征在于，所述数据处理单元包括数据 过滤单元、数据分类单元、数据融合处理单元和数据库单元，所述数据过滤单元用于过滤传 感器采集的错误数据，所述数据分类单元对过滤后的数据进行分类，数据融合处理单元根 据数据分类单元的数据进行融合处理输出二维数据表，数据库单元用于存储检测数据和标 准数据，所述标准数据为正常牙齿数据。5. 根据权利要求1所述的牙齿综合测量仪，其特征在于，所述薄膜三维力压力传感器 包括控制单元、与控制单元分别连接的X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组 合，所述X方向差动电容单元组合通过电容值相减计算X方向的切向力且消除Y方向切向 力影响，所述Y方向差动电容单元组合通过电容值相减计算Y方向的切向力且消除X方向 切向力影响，所述X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合的电容值求和计算 电容传感器的法向力且消除切向力影响，所述X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容 单元组合均包括两个以上相互形成差动的电容单元模块，所述电容单元模块是由两个以上 的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的 感应电极。6. 根据权利要求5所述的牙齿综合测量仪，其特征在于，所述每个条状电容单元的驱 动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感应电极长度，驱动电极长度两端分别 预留左差位S左和右差位8右，b0驱=b0感+5右+ 8左，其中，b0驱为条状电容单兀的驱动电极 长度，b_为条状电容单元的感应电极长度，所述差位S左=，且S左之其中d。 为弹性介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，t_为最大应力值。7. 根据权利要求5所述的牙齿综合测量仪，其特征在于，所述两组相互形成差动的电 容单元模块的条状电容单元的驱动电极和感应电极沿宽度方向设有初始错位偏移，错位偏 移大小相同、方向相反。8. 根据权利要求5所述的牙齿综合测量仪，其特征在于，所述梳齿状结构包括20个以 上条状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电 极间距a5，所述平行板面积S=M(a(]+a5)b。，其中，M为条状电容单元数量，b。为条状电容 单元的长度，a。条状电容单元的宽度；所述电容单元模块的每个条状电容单元的引线通过 并联或者独立方式连接到控制单元。9. 根据权利要求5所述的牙齿综合测量仪，其特征在于，所述条状电容单元的宽度 % 其中，d。为弹性介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。10. 根据权利要求5所述的牙齿综合测量仪，其特征在于，所述控制单元和电容单元模 块之间设有中间变换器，中间变换器用于设置电压对电容或频率对电容的传输系数。
【专利摘要】本实用新型公开了一种牙齿综合测量仪，属于牙齿检测领域，该测量仪包括牙齿咬合采集单元、牙齿松动采集单元、牙齿卡套、数据采集卡、数据处理单元、无线通信单元和控制器，所述牙齿咬合采集单元、牙齿松动采集单元安装于牙齿卡套上，数据处理单元将数据采集卡采集的信息处理后送到控制器，所述牙齿咬合采集单元、牙齿松动采集单元均采用薄膜三维力压力传感器。本实用新型通过牙齿咬合采集单元、牙齿松动采集单元的配合和精确测量，并且不会对传感器进行了改进，厚度小，对检测准确性的影响非常小，对于咬合力的测量对牙病的诊断和治疗具有重要的参考价值，解决了现有技术中检测结果不准确，差异大，数据不可靠的问题。
【IPC分类】A61C19/05, A61C19/04
【公开号】CN204814260
【申请号】CN201520565876
【发明人】裴瑞平, 王超, 朱海朋
【申请人】安徽工程大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月28日