论文摘要
咬合接触是牙齿、牙周组织、下颌以及相关的神经肌肉协同作用的结果。由于形态与功能不调所引起的口颌系统功能紊乱称为咬合病。牙齿上下齿间咬合力的大小和分布特性是牙科医生诊断病人牙齿咬合状况的重要依据之一。测量牙齿咬合力,国内一般采用光合片、美国Tekscan公司的T-Scan咬合测定分析仪或者采用单个传感器测量,尚无自主研发的检测牙齿咬力分布特性的测量系统。正是在这样的背景下,本文设计了一个可以测量16对牙齿咬合力大小分布的测量系统。本论文主要研究工作如下:1.详细讨论和研究了几种用于压力分布测量系统的传感器技术,提出了用于牙齿咬力的传感器的原理,即压阻式,选择复合材料导电橡胶作为传感器敏感元件所使用的敏感材料。2.以一个医用牙齿模型为基础利用导电橡胶的压阻特性设计了一个测力阵列传感器,阐述了传感器阵列的设计方法和结构,在此基础上提出了牙齿压力分布测量系统的总体方案,即采用虚拟仪器技术构建测力系统。3.研究了智能传感器系统的非线性校正原理,相应的以现有的材料设计了一个校正工具,设计了传感器阵列的信号引出电路,并用MATLAB工具对传感器的输出输入特性进行曲线拟合。4.研究了虚拟仪器技术,传感器阵列的信号经检出电路引出后通过采集卡接到计算机上构成测力系统。采集卡采用美国NI公司的USB6009数据采集卡,软件采用LabVIEW,提出了系统的软件构建功能图,分别用DAQ助手和软件底层vi编制了数据采集模块,讨论了它们的优缺点,设计了采集信号的分析处理和显示模块,并探讨了数据采集系统下的抗干扰设计。综合运用前面的设计结果搭建了用于测量牙齿压力分布的系统,用所做的传感器阵列测量牙齿咬合模型在不同咬合情况下的咬力分布,并在电脑上显示了对应的力的分布情况,验证了设计的可行性。最后对系统的误差来源进行了分析讨论。