力值測(cè)量原理

1. 傳感器技術(shù)：測(cè)試儀配備高精度力傳感器，它是測(cè)量插拔力的核心部件。常見的力傳感器基于應(yīng)變片原理，當(dāng)受到外力作用時(shí)，應(yīng)變片的電阻值會(huì)發(fā)生變化。通過惠斯通電橋?qū)⑦@種電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。例如，當(dāng)穿刺器插入或拔出模擬組織材料時(shí)，力作用于傳感器，引起應(yīng)變片變形，進(jìn)而改變電橋輸出電壓，該電壓與插拔力大小成正比。

2. 信號(hào)處理與放大：傳感器輸出的微弱電壓信號(hào)需要經(jīng)過放大電路進(jìn)行放大，以提高信號(hào)的幅值，便于后續(xù)處理。同時(shí)，通過濾波電路去除信號(hào)中的噪聲干擾，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。放大和濾波后的信號(hào)被傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

位移測(cè)量原理

1. 位移傳感器：測(cè)試儀還集成了位移傳感器，用于精確測(cè)量穿刺器在插拔過程中的位移量。常見的位移傳感器如線性可變差動(dòng)變壓器（LVDT），它由初級(jí)線圈、兩個(gè)次級(jí)線圈和可移動(dòng)的鐵芯組成。當(dāng)鐵芯在線圈中移動(dòng)時(shí)，會(huì)改變初級(jí)線圈與次級(jí)線圈之間的互感，從而在次級(jí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)與鐵芯的位移量相關(guān)。

2. 位移數(shù)據(jù)采集：位移傳感器輸出的信號(hào)同樣經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后被采集到數(shù)據(jù)處理單元。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位移傳感器的數(shù)據(jù)，測(cè)試儀可以獲取穿刺器插入或拔出的深度、速度等信息。

測(cè)試過程與數(shù)據(jù)處理

1. 模擬環(huán)境搭建：將穿刺器安裝在測(cè)試儀的夾具上，并準(zhǔn)備好模擬組織材料，模擬臨床穿刺的實(shí)際場(chǎng)景。

2. 測(cè)試執(zhí)行：啟動(dòng)測(cè)試儀，控制裝置驅(qū)動(dòng)穿刺器按照設(shè)定的速度和行程進(jìn)行插拔動(dòng)作。在這個(gè)過程中，力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量插拔力，位移傳感器同步記錄位移數(shù)據(jù)。

3. 數(shù)據(jù)處理與分析：采集到的力值和位移數(shù)據(jù)被傳輸至計(jì)算機(jī)或?qū)ｉT的數(shù)據(jù)處理單元。軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制出插拔力 - 位移曲線。通過對(duì)曲線的分析，可以評(píng)估穿刺器的初始插入力、最大插入力、拔出力以及在不同位移點(diǎn)的力值變化情況等關(guān)鍵性能指標(biāo)，從而判斷穿刺器的插拔性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。