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义齿压力在线检测系统的研制

张少嘉  
【摘要】: 在口腔临床医疗中,对于天然牙缺失后的患者,采用可摘义齿修复的治疗手段,义齿对口腔下方组织的作用力将直接影响到患者的健康,因此,口腔医学研究者需要准确了解义齿对口腔下方组织的作用力情况。 本文针对义齿压力在线检测系统进行研究,该检测系统以单片机为控制核心,并利用微机对数据进行实时分析处理,就此,本文主要开展了以下研究工作: 1、针对mΩ级变化的微弱电阻信号的测量,设计了带误差补偿的电桥电路,有效减少了电路的引线电阻误差和初始不平衡误差;采用高精度内置电阻的集成器件完成了对微弱信号的放大,减小了电路的增益误差并提高了共模抑制比;设计了有源二阶低通滤波器进行硬件的抗混叠滤波,抑制不需要的噪声信号,增加了系统的信噪比。 2、按照数据采集系统实时性强,可靠性高,通用性好且便于扩充的要求,设计了以单片机为控制核心的系统,对12路现场数据进行采集,其转换精度为10位,采样频率为50Hz;通过单片机时序控制USB芯片实现了并行I/O和USB口之间数据传输协议的自动转换,从而实现单片机与上位机的较高速率的数据传输,通信速率达到1 Mbps。 3、从系统的实用性和经济性出发,利用Visual C++编写上位机软件,系统界面形象直观,便于使用。在软件中,引入数字滤波和最小二乘法算法,修正了系统的随机误差和非线性误差,提高系统的抗干扰能力。利用双缓冲技术动态显示数据曲线,具有良好的动画效果,这为医生的实时监控提供了方便。 4、对埋入义齿基托内的传感器的性能进行了测试,测得数据的分析表明,系统的线性度和重复性良好;对整个检测系统的工作测试结果显示,检测系统的性能良好,具有稳定的输入与输出关系,能准确测量到外界压力的变化。 在口腔的临床医疗中,将传感器分布式埋植入义齿基托内,利用本系统对口腔下方组织的作用力进行测试,能准确地测定出义齿下方粘膜及粘膜下方的骨组织所承受的力的大小和力的分布情况。


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