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BAROPODOMETRIA | Captadores Capacitivos e Resistivos  
PORQUE OS CAPTADORES CAPACITIVOS CALIBRADOS SÃO MELHORES, MAIS FIDEDIGNOS E TECNOLÓGICOS?
 

O Captador Capacitivo Calibrado mede a verdadeira pressão, é bem mais preciso do que o valor do captador Resistivo. A calibragem da superfície ativa da plataforma quando realizada na fábrica, permite de medir o valor verdadeiro.

Conhecer o peso do paciente para efetuar uma análise baropodométrica é inútil pois a medida da exata distribuição das cargas é totalmente confiável com o uso dos captadores Capacitivos.

Normalmente as plataformas Resistivas não medem as pressões mas comparam as diferenças: no momento onde se escreve o peso do paciente se obtém um valor de pressão mas, se fazemos o mesmo exame dividindo o peso por dois se obtém a metade deste valor. Na verdade o programa calcula a pressão dividindo o peso do paciente pela superfície de apoio dos seus pés. A gama de avaliações dos valores de pressão é rapidamente saturada, apenas o programa associado a esta plataforma compensa com um calculo que não é uma medida.

Toda plataforma Resistiva se autocalibra durante os primeiros meses, chegam até no máximo 24 meses, após este período (em média 2 anos) a resistiva precisa ser reenviada para a empresa revendedora para efetuar um procedimento de Calibragem, existem alguns revendedores no Brasil que divulgam a informação que os aparelhos são autocalibrados, isto é verdade até o prazo Maximo de 2 anos, vale então saber que  NÃO EXISTE PROCESSO DE AUTOCALIBRAGEM DEFINITIVA EM NENHUMA PLATAFORMA RESISTIVA pois precisa abrir a plataforma e trocar uma folha de carbono que é responsável pela sensibilidade dos sensores, com o tempo ela desgasta e perde a confiabilidade na calibragem. O diferencial dos captadores Capacitivos é que não descalibram nunca, são calibrados na fábrica e mantém pra sempre a mesma calibragem, além do fato que são mais precisos na avaliação dinâmica.

 

 

Classificação dos sistemas de captadores

Capacitivos, Resistivos e Piezoelétricos  

 Texto extraído do livro “DIAGNOSTICA BIOMECCANICA CON PEDANE DI PRESSIONE”

 

 

Existem hoje no mercado vários tipos diferentes de sistemas de captadores, estes devem ser considerados em relação as especificações técnicas e aos objetivos. Geralmente são diferenciados na base do principio usado na construção dos captadores: Resistivos, Capacitivos, Piezoelétricos e em função do dispositivo onde são montados (Plataformas, Palmilhas). 

 

Os Sistemas de Plataformas podem ser usados em laboratórios (dentro de consultórios) ou em exteriores (gramados etc.) na avaliação por exemplo de corredores e são usados para medidas rápidas a pés nus.

Os sistemas de Palmilhas, são usados para medir as pressões dentro do calçado, portanto são apropriados para avaliar os efeitos diferentes que se manifestam com o uso de tipos diferentes de calçados ou de órteses e são de qualquer maneira exames que implicam um tempo maior de analise.

 

Princípios usados nos sensores

 

Vários tipos diferentes de captadores são usados para medir força e pressão; vamos explicar brevemente estes princípios.

 

SENSORES DE FORÇA

 

Captadores a medida de deformação.

Estes sensores mudam a própria resistência como consequência de uma deformação mecânica de um condutor que geralmente é colado a uma vareta que é submetida a flexão.

A carga externa muda o comprimento e a secção do condutor que age diretamente na sua resistência. (Figura 3.13).

Estes captadores de baixo custo apresentam uma boa linearidade, mas necessitam de uma deformação razoável da vareta. O principal campo de aplicação desta tecnologia se encontra nas plataformas de força. (Por exemplo, as plataformas AMTI, Watertown, MA, USA). 

 

Figura 3.1.3

 

 

Figura 3.13

 

 

 

Captadores Piezoelétricos.

Nos sensores Piezoelétricos são usados materiais cerâmicos que desfrutam o efeito piezelétrico presente em materiais não condutores como o quartzo e as cerâmicas.

Os dipolos elétricos do material reagem a carga externa pelo intermediário de deslocamentos de cargas gerando mudanças elétricas na superfície externa. Estas mudanças são detectadas e convertidas em mudanças de voltagem (Figura 3.14).

Estes captadores são muito elásticos e apresentam uma pequena deformação; por este motivo o fenômeno da histerese é contido e resultam então adequados a eventos de alta frequência.

 

 

Figura 3.14

 

 

A maior parte dos materiais piezoelétricos são sensíveis a temperatura, portanto as condições ambientais deveriam ser controladas e mantidas constantes quanto mais possível. Este tipo de captador é aquele usado nas plataformas de força Kistler.

 

SENSORES DE PRESSÃO

 

Captadores resistivos.  

Estes sensores são formados por dois circuitos impressos separados por uma camada de carbono ou em duas folhas de mylar que servem como suporte a um polímero condutivo e a dois eletrodos alojados como um “pente” (Figura 3.15).

Solicitada por uma pressão, a camada condutora junta os dois eletrodos, aumentando a pressão gradualmente diminui a resistência oferecida pela camada no meio.  

 

 

 

Figura 3.15

 

 

A maior vantagem destes captadores é a pequena espessura do mesmo, isto permite tranquilamente a introdução de uma palmilha resistiva dentro de um calçado sem afetar a caminhada do paciente.

Este tipo de captador é usado com sucesso também como “foot switch” para distinguir a fase de apoio da fase em movimento durante o ciclo da caminhada.

Com os captadores resistivos precisa tomar cuidado pois geralmente eles apresentam alterações de sensibilidade depois uso assíduo (desde poucos ciclos de analises até alguns milhares), a partir deste momento eles não apresentam mais valores confiáveis e precisam ser recalibrados.

É então importante avaliar o tipo de captador usado pelo sistema que será adquirido.

Estes tipos de sensores são usados em equipamentos produzidos por Fscan, Medicapteur, Loran Engeneering e outros.

 

Captadores Capacitivos.

Os sensores Capacitivos são projetados com duas superfícies condutoras separadas por uma camada de material dielétrico, geralmente borracha.

Exercitando uma carga externa a borracha se comprime e mudando a distancia entre os eletrodos como também a constante dielétrica entre o material contido entre eles, varia a capacidade do sensor; esta mudança será então convertida em variação de tensão nas extremidades do sensor (Figura 3.16).

 

 

Figura 3.16

 

 

 O material dielétrico deve ser de alto nível, pois necessita voltar rapidamente ao estado inicial no momento onde se suspende a ação de carga, precisa assim minimizar os efeitos de histerese, que é a diferença entre o sinal de saída entre a fase de carga e aquela de descarga do sinal de ingresso.

Para as medidas de caminhadas e corridas são suficientemente rápidos e produzem uma resposta rápida e correta.

Este tipo de captador é usado em plataformas de pressão e palmilhas pelas empresas: Novel, Pedar e AM Cube/ IST Informathique.    

 

Captadores Piezoelétricos.

Para os sensores Piezoelétricos é usado um filme de PVDF (polyvinylidenefluoride). Os dipolos elétricos do material reagem a carga externa pelo intermediário de deslocamento de cargas gerando mudanças elétricas na superfície externa, estas mudanças são detectadas e revertidas em mudanças de voltagem.  

 

Configuração dos sensores

 

As tecnologias atualmente disponíveis foram aplicadas em várias configurações com áreas diferentes de aplicações.

 

PLATAFORMAS DE PRESSÃO

 

Elas são parecidas com as plataformas de força, estes sistemas podem ser usados para detectar medidas Estáticas e Dinâmicas em indivíduos normais e patológicos. As plataformas são geralmente usadas em laboratórios.

Normalmente este sistema é montado dentro de uma “área de marcha”, a pessoa pisa na plataforma depois de alguns passos de aproximação. É então necessário um período de “familiarização” com a plataforma antes de efetivar a gravação. Durante este curto período pode-se determinar a posição de saída de forma que o paciente possa entrar em contato com a plataforma da maneira mais natural possível e sem ter que ajustar no último momento o tamanho da passada.

As análises são efetuadas com os pés descalços por causa do fato que os sapatos podem mascarar informações importantes das cargas de algumas estruturas anatômicas.

Entre os sistemas deste tipo escolhi de descrever alguns que estão em comercio.

 

Musgrave Footprint System

Este sistema usa captadores FSR formados de duas folhas de polímeros; num destes se encontram os dois eletrodos com o formado de pente, no outro se encontra a camada de material condutor.   

A cima de 110 Kpa, a resposta dos captadores pode variar de 2% por cada ciclo de carga.

O coeficiente de temperatura depende da carga, geralmente é de 0,1% por KgºC-1. È possível perceber uma limitação do uso clinico causado pela redução da sensibilidade ao crescer da carga.  

 

Medicapteur

A plataforma Medicapteur é montada com 1024 captadores resistivos, a superfície ativa é de 32x32 cm², a densidade dos captadores é de 1 captador por centímetro quadrado. A frequência é de 40Hz, a espessura da plataforma é de 3 cm.

 

 

 

 

Loran Engineering

A plataforma de pressão EPS é composta por 2304 captadores resistivos, formados por um polímero condutivo. A superfície ativa mede 48x48 cm², a densidade dos captadores é um pouco superior a 1 captador por cm². A frequência é variável, normalmente é de 50 a 80Hz. A entrada no computador é através de USB, a plataforma mede 5 mm de espessura.

 

AMCube/IST Informatique

A plataforma de pressão Footwork é composta por 2704 captadores Capacitivos Calibrados colocados em forma de matriz, com uma superfície ativa de 40x40 cm², a densidade dos captadores é entorno de 3 sensores por centímetro quadrado. A frequência desta maquina é de 150 Hz, a entrada no computador é através de USB, a espessura é de 5 mm, pesa 3 kg e funciona em sistemas de 32 e 64 bits.

 

 

Extraído do livro “DIAGNOSTICA BIOMECCANICA CON PEDANE DI PRESSIONE”

 

Dr. Luca Avagnina

Podologo – Podoposturologo

Especialista em Podologia do esporte

 

Vice Presidente SIPU – Societá Italiana Podologia Universitaria

Presidente SIPS – Societá italiana Podologia dello Sport

Conselheiro Nacional da Conferenza Permanente delle Lauree Universitarie

Docente DU Podologia Sport – Universitá Parigi Bobigny

Direttore Foot Academy – Sanremo (Italia)

Responsável Foot Global Clinic – Sanremo

Podologo consulente: Lazio, Sampdoria calcio

 
 
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