力敏电阻（FSR）传感器的主要功能是作为足部压力监测系统中的传感层，将物理机械负载转换为可量化的电信号。通过将这些传感器集成到定制鞋垫中，系统可以捕获实时的足底压力分布，以区分静态姿势和动态运动。
核心要点 FSR传感器充当智能鞋垫的“神经系统”，将物理重量转化为数据。通过检测关键解剖部位的压力变化，它们使系统能够区分站立和复杂的步态周期，从而提供移动辅助和健康监测所需的关键逻辑触发。
压力检测的力学原理
从机械负载到电信号
从根本上说，FSR传感器基于压阻特性。当足部对传感器施加机械负载时，传感器的电阻会直接响应该力而变化。
信号转换
这种物理变化本身并不是可用数据。系统通常利用分压电路将这种电阻变化转换为电压信号。这使得控制单元能够实时将物理压力解释为数字值。
战略性解剖集成
瞄准关键承重区域
为了使数据有意义，传感器不能随意放置。它们被战略性地布置在鞋垫的关键解剖位置。
具体放置区域
主要参考资料强调大脚趾（拇趾）、足弓和脚跟是最重要的传感器集成区域。补充数据表明，为了获得更高的保真度，传感器还放置在内侧和外侧前脚掌。
空间压力特性
通过隔离这些特定区域，系统不仅仅测量“总重量”。它捕获空间压力特性，从而在任何给定毫秒内绘制出重量在足部表面分布的图谱。
区分姿势与运动
识别静态状态
这种阵列设置的一个独特功能是识别静态姿势的能力。通过分析稳态压力分布，系统可以区分用户是坐着还是站着。
动态步态分析
在运动过程中，FSR的功能转变为步态相位检测。传感器识别足部不同部位接触和抬起的精确时刻。
同步辅助设备
这种动态数据对于主动系统至关重要，例如外骨骼或蹬地辅助设备。FSR提供逻辑触发信号，确保辅助动力严格同步于用户自然的站立和摆动阶段。
关键实施注意事项
电路集成的必要性
重要的是要理解，FSR是一个组件，而不是独立的解决方案。如补充技术细节所述，这些传感器必须与特定电路（如分压器）集成才能正常工作。否则，系统无法捕获分析所需的动态压力波动。
异常梯度风险
虽然主要用于运动分析，但这些传感器也起着预防作用。通过持续监测压力，它们可以识别异常压力梯度，这对于预防足部溃疡等医疗并发症至关重要。
根据您的目标做出正确选择
根据您的监测系统的预期应用，FSR数据的优先级会有所不同。
- 如果您的主要重点是步态矫正或外骨骼：优先考虑高速信号处理，以确保“触发信号”与站立和摆动阶段完美同步。
- 如果您的主要重点是健康监测：关注脚跟和前脚掌传感器的空间精度，以检测可能导致溃疡的异常压力梯度。
- 如果您的主要重点是活动跟踪：利用传感器区分静态姿势（坐/站）和动态状态的能力来跟踪用户行为模式。
任何足部监测系统的有效性不仅取决于传感器本身，还取决于其精确的解剖位置以及对其产生的电信号的解释。
总结表：
| 特征 | 主要功能与影响 |
|---|---|
| 核心机制 | 压阻传感（将机械负载转换为电电阻） |
| 信号输出 | 通过分压电路进行实时电压信号，用于数字解释 |
| 解剖重点 | 在大脚趾（拇趾）、足弓和脚跟处进行精确跟踪 |
| 静态分析 | 区分坐姿和站姿 |
| 动态分析 | 检测步态相位（站立与摆动）以触发辅助设备 |
| 医疗用途 | 识别异常压力梯度，预防足部溃疡等并发症 |
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参考文献
- Hsiao‐Lung Chan, Ya‐Ju Chang. Deep Neural Network for the Detections of Fall and Physical Activities Using Foot Pressures and Inertial Sensing. DOI: 10.3390/s23010495
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
