基于PVDF与ARM CM3内核的足底动态压力测试系统.pdf

本文所讨论的是基于聚偏氟乙烯（PVDF）压电薄膜和ARM Cortex-M3内核的足底动态压力测试系统的设计与应用。该系统对于运动科学领域以及相关行业来说具有显著意义，它能实时准确地测量并输出足底在动态条件下的压力信号，为运动员的姿态矫正和制鞋业的鞋垫设计提供重要的参考依据。 聚偏氟乙烯（PVDF）是一种高分子压电材料，它具有很强的压电效应，即在受到外力作用时可以在其表面产生电荷。将PVDF树脂制成薄膜后，其压电效应更加显著，这一特性使得PVDF压电薄膜成为了设计足底压力传感器的理想材料。 在传统的足底压力测量中，通常采用应变式传感器或电容式传感器来进行静态压力测量。然而，这些传感器由于动态响应的限制，在高速运动条件下难以满足科研和实际应用的需求。因此，本文提出了一种新的动态压力测量方法，通过采用PVDF压电薄膜制成的传感器，结合高阻电压放大器进行信号采样和处理，从而设计出一个可以置于运动员鞋内的足底动态压力测量系统。 ARM Cortex-M3内核是一种广泛应用于微控制器领域的32位处理器，由于其高性能和低功耗的特点，非常适合用于实时信号处理和嵌入式系统。在这个系统中，ARM Cortex-M3内核被用来处理传感器采样到的压力信号，确保了数据的实时性和系统的可靠性。 系统的实时性和稳定性对于运动员的姿态矫正和运动表现至关重要。通过该系统可以实时监测运动员在运动过程中足底的压力变化，从而为运动员提供准确的姿态调整建议。此外，足底压力测量对于制鞋业和医学领域同样重要，尤其在糖尿病足的检测与治疗上，能够提供对足部受力分析的科学依据。 本文还提及了有关高阻电压放大器的应用。在信号采样和处理环节，高阻电压放大器能够提高系统的信噪比，确保从PVDF传感器输出的微弱电压信号得到有效放大和精确测量。这一步骤对于确保整个足底动态压力测量系统的性能至关重要。 根据文章的描述，系统具备使用方便、操作简单以及性能稳定的优点，这得益于PVDF传感器的高效性能以及ARM Cortex-M3处理器的强大计算能力。同时，该系统的开发和应用也为传感器技术、微处理器技术以及相关的嵌入式系统设计领域提供了宝贵的经验和技术支持。 文章最后指出，这一系统的开发是在2012年左右完成的，但是其背后的研究意义和技术价值仍然具有前沿性。随着相关技术的不断进步，这些研究和应用将可能带来更多的创新和发展。因此，该系统不仅对当时的运动科学领域有着重要的贡献，同时也为后续研究者提供了研究基础和专业指导。