一種名叫金屬懸臂粱式口周肌壓力傳感器的設(shè)計與制作方法，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，相比同類型的傳感器，測量起來誤差較小。

口周肌壓力簡稱口周力，是指牙弓周圍唇、頰、舌部肌肉對牙弓的壓力，是口腔正畸學(xué)研究的一個重要領(lǐng)域。從1873年Tomes首次提出口周力這一概念至今，學(xué)者們對口周力進行了大量的研究，在測量數(shù)值上存在較大的差異，而且有些測量項目不同，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)確測量口周力值的基礎(chǔ)，口內(nèi)裝置過大，就會干擾口腔肌肉的自然狀態(tài)，增加測量誤差，所以要盡量減少傳感器的體積，特別是傳感器的厚度對測量結(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，對測量結(jié)果影響較大，以往的研究中，學(xué)者們設(shè)計的口內(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。這是因為傳感器所使用的電阻應(yīng)變片，要在絕緣密封條件下才能穩(wěn)定工作，否則將無法進行精確、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)格的測試，因此在這方面保證了傳感器能夠穩(wěn)定工作。溫度對傳感器的影響也是不容忽視的，對制作傳感器的應(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，對測量是不利的，雖然這一誤差可通過電路的設(shè)計或其它方法進行校正，但由于這種溫漂現(xiàn)象影響的是原始的輸入信號，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)廠家訂做了相對應(yīng)的具有溫度自補償功能的電阻應(yīng)變片，使得二者的線膨脹系數(shù)相應(yīng)接近，而且貼片時，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)廠家的要求進行，這樣就在最大限度上解決了溫度對傳感器的影響。

另外，傳感器大小也是影響測量的一個重要因素，尤其是傳感器的厚度，一些學(xué)者［4］的研究認為，當(dāng)傳感器的厚度唇側(cè)超過2mm，舌側(cè)大于1mm時，將對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，因此長期以來，學(xué)者們在設(shè)計傳感器時，對其厚度均給予了足夠的重視，傳感器的厚度從開始的2～6mm厚，逐漸降至1mm。本實驗所設(shè)計的傳感器厚度為1mm，而且在基底的設(shè)計上采用弧形設(shè)計，從而盡可能減小傳感器突出于牙面的實際厚度。

靈敏度是傳感器的另一個重要性能參數(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)計也是密切相關(guān)的，本研究所設(shè)計的彈性元件，受力部分采用半圓形設(shè)計，這樣將對壓力的反應(yīng)更為靈敏。

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