用力敏电阻技术驱动医疗物联网概念

用力敏电阻技术驱动医疗物联网概念

力传感器能否为智能连接医疗设备提供必要的类人接触点？

 

罗布·波多洛夫和安迪·丹贝克

罗布·波多洛夫和安迪·丹贝克

2018年7月18日数字健康

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不能活动的病人必须重新安置在病床上，以避免褥疮。嵌入式FSR技术可以触发定时机制，提醒医院工作人员调整病人。图片由Tekscan提供。

 

物联网（IoT）代表着一股不断增长的变革浪潮，它给所有行业和市场的设计工程师带来了几个新的挑战。虽然物联网是一个有些模糊的概念，但它被广泛定义为一个智能设备网络，这些设备通过无线方式相互通信，很少甚至没有直接的人类交互。

 

总的来说，医生和病人越来越接受为病人提供正常生活最佳机会的医疗方法。人与人之间的接触将始终是所有医疗的重要组成部分，但智能医疗设备、系统和设备的发展使其能够简化多个流程。

 

然而，单靠智能医疗设备不一定就可以在物联网世界中发挥作用；它们还必须具备允许它们与其他设备自由通信的特性。嵌入式传感技术使设备能够像人类一样感知周围的世界，并在通信流中产生自动动作。

 

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鉴于触觉交流在医疗中具有多种多样的作用，嵌入式力觉技术可以成为关键的接触点，使患者与其医生之间的力驱动通信系统得以实现。在开发智能连接、力敏感的医疗设备或应用程序时，对于设计工程师来说，考虑将力敏感技术无缝集成到设计中至关重要。

 

力觉技术：你有什么选择？

 

最常见的嵌入式力传感技术包括称重传感器、应变计、微机电系统（MEMs）和力敏感电阻（也称为压阻式传感器，简称fsr）。考虑到应用需求或设计限制，某些力传感器类型可能是更好的选择。

 

称重传感器是最著名的力传感器技术，是智能连接医疗应用的伟大传感器，需要高水平的力反馈精度来触发动作。虽然它们可以从许多技术供应商那里广泛获得，但由于其尺寸、重量和功率要求，它们往往很难嵌入到小巧、光滑的设备中。此外，称重传感器可能需要在工厂进行常规重新校准，这可能会给用户带来不便和昂贵的成本。

 

应变计是另一种常见的嵌入式力传感器。它们测量力，这是与细导线应变相关的间接测量的结果。尽管应变计的尺寸比称重传感器小得多，但通常需要复杂的电子设备才能操作，这可能需要外包。从集成和生产的角度来看，这可能是昂贵的。

 

与应变计一样，MEMs传感器也非常精确，具有体积小的优点，允许它们嵌入设计中的紧凑空间。然而，它们的集成成本和复杂的电路在设计过程中也提出了挑战。

 

FSRS是由两个薄聚酯之间包含的半导电材料组成的超薄挠性力传感器。它们是在电路中充当电阻器的无源元件。空载时，传感器的电阻很高，当施加力时电阻会下降。考虑到电阻（电导）的倒数，触摸传感器的电导响应在传感器指定的力范围内是力的线性函数。

 

fsr是其他力传感器类型的更具成本效益的替代品，因为它们能够在简单的电路上工作，并且具有薄而微创的外形。它们也可以以单点或矩阵形式产生，提供在设计要求的精确位置捕捉力或压力反馈的能力。

 

利用FSR技术实现智能连接医疗设备概念

 

智能连接医疗设备通过消除猜测、跟踪患者进展或保持给定治疗过程的一致性来提供价值。正如下面的应用程序将演示的那样，任何有效的交换都可以讲述一个故事，而FSR技术可能是关键