Force and pressure sensors are used at the body-device interface to monitor fit and inform designers, researchers, and clinicians in various biomedical applications. Commercial sensor manufacturers state that consistent actuation and a rigid surface beneath the sensor is required to ensure repeatable measurement results. However, the body-device interface is subjected to dynamically changing actuation, and the presence of rigid substrates can cause pain and affect the pressure distribution. A benchtop testing protocol was designed to determine the effects of load area and sensor configuration (i.e., elastomer load puck and rigid backing) on two common commercially available thin-film force sensitive resistors. Testing was performed on an apparatus designed to simulate the body-device interface. The effects of two calibration techniques on sensor performance were also examined. The coefficient of variance (CV) was used to evaluate sensor repeatability, where a CV of 10% and under is deemed acceptable for clinical use. All configuration variables (area, puck, backing) were found to significantly affect repeatability of measurements. The results suggest sensors should be used with an elastomer load puck and without a backing to ensure optimal results. One commercial sensor was found to consistently provide a CV of less than 10%. The results indicate a simplified calibration technique can be warranted (i.e., calibration settings approximate, but not match, the experimental settings) if a loading puck is used.

中文翻译：

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评估负载区域和传感器配置对模拟身体-设备接口处压力传感器性能的影响

力和压力传感器用于身体-设备接口，以监控适合各种生物医学应用的设计人员、研究人员和临床医生。商业传感器制造商表示，需要一致的驱动和传感器下方的刚性表面，以确保可重复的测量结果。然而，身体-设备界面受到动态变化的驱动，刚性基板的存在会引起疼痛并影响压力分布。台式测试协议旨在确定负载区域和传感器配置（即弹性负载圆盘和刚性背衬）对两种常见的商用薄膜力敏电阻器的影响。测试是在设计用于模拟身体 - 设备界面的设备上进行的。还检查了两种校准技术对传感器性能的影响。方差系数 (CV) 用于评估传感器的可重复性，其中 10% 及以下的 CV 被认为可用于临床。发现所有配置变量（面积、圆盘、背衬）都会显着影响测量的可重复性。结果表明传感器应该与弹性负载圆盘一起使用，并且没有背衬以确保最佳结果。发现一种商用传感器始终提供小于 10% 的 CV。结果表明，如果使用加载圆盘，则可以保证使用简化的校准技术（即校准设置近似但不匹配实验设置）。其中 10% 及以下的 CV 被认为可以用于临床。发现所有配置变量（面积、圆盘、背衬）都会显着影响测量的可重复性。结果表明传感器应该与弹性负载圆盘一起使用，并且没有背衬以确保最佳结果。发现一种商用传感器始终提供小于 10% 的 CV。结果表明，如果使用加载圆盘，则可以保证采用简化的校准技术（即，校准设置近似但不匹配实验设置）。其中 10% 及以下的 CV 被认为可以用于临床。发现所有配置变量（面积、圆盘、背衬）都会显着影响测量的可重复性。结果表明传感器应该与弹性负载圆盘一起使用，并且没有背衬以确保最佳结果。发现一种商用传感器始终提供小于 10% 的 CV。结果表明，如果使用加载圆盘，则可以保证使用简化的校准技术（即校准设置近似但不匹配实验设置）。发现一种商用传感器始终提供小于 10% 的 CV。结果表明，如果使用加载圆盘，则可以保证使用简化的校准技术（即校准设置近似但不匹配实验设置）。发现一种商用传感器始终提供小于 10% 的 CV。结果表明，如果使用加载圆盘，则可以保证使用简化的校准技术（即校准设置近似但不匹配实验设置）。