本期干货我们将从足底压力测试从起源和词源入手，介绍足底压力测试技术的基础知识，解释与之相关的基本的生物力学概念，并介绍XSENSOR步道式与鞋垫式压力测试系统是如何在运动应用中发挥作用的。
负重运动学
传感器特点
技术规格
基础生物力学：动力学和运动学
了解力（压强）与时间曲线
质量中心（COM）与压力中心（COP）
步道式压力测试系统：特性和规格
鞋垫式压力测试系统: 特性和规格
Xsensor软件：测量与分析
两种设备在运动应用中使用方法的差异
在临床上，该技术主要被用于分析患有肢体畸形以及有病理步态患者的足底压力分布情况和步态情况。在实验研究上，该技术获得的数据会作为一种生物力学变量，与运动捕捉和表面肌电图等其他技术结合分析足底压力测试背后的技术，被称为足压测量法或足底照相术，已经被应用了数十年。
在实验研究中，足底压力测试主要被作为一种整合方法。相比于测力台和运动捕捉系统，许多临床医生会更乐意使用足底压力测试技术。
首先，让我们看看这些系统在测量什么样的数据和指标。有两种方式，直接测量或间接测量：
图表1.压力测试系统直接测量的数据类型
图表2. 压力测试系统间接测量的数据类型
技术特性：指在给定系统中实际使用的传感器。
传感器特性：指与测量精度有关的具体参数。
传感器类型：指与数据的管理、质量和传输相关的一系列特性。
图表3. 足底压力测试技术要点
电容式传感器又称电容传感器，其特点是由两块带电的导电材料制成的薄板。两片薄板之间有一层绝缘弹性层（称为介电层）隔开，一旦施加外力，介电层就会弯曲，导致两片薄板压缩。压缩会缩短两片薄板之间的距离，同时电容增大，电压的变化就是所测量的值。
图1.电容式传感器示意图
这类传感器中最常用的是力感电阻器（FSR），它由导电聚合物层制成，在施加压力时电阻会减小，从而导致通过电阻传感器的电流增加。相比于电阻式传感器，电容式传感器的主要优点是可以对足底压力进行精确的定量评估，因为校准曲线是为矩阵中的每个传感器制定的。
图2. 电阻式传感器示意图
传感器的总体精度可定义为在受控条件下传感器测量值与理想值的最大偏差。
滞后性是指传感器在稳定加载和卸载时输出信号的差异。
非线性是测量曲线与参考直线的最大偏差；它是传感器对施加压力的反应，显示了信号处理电路的简单程度。
非重复性是指对同一压力进行的不同后续测量时输出信号的变化程度。
较小的非重复性误差（即高重复性）是足底压力测量系统的基本特征。
图3. 传感器的精度
动力学关注运动本身的根本原因（为什么会发生运动）；而运动学则关注描述人体运动（运动如何发生），运动学专注于不涉及力的数字描述。
力和压强是两个互补的指标，可深入了解人体表现的各个方面，并有助于预防损伤和个性化训练。
在物理学术语中，力（F）代表一个矢量，意味着它有大小和方向；另一方面，压强（p）是一个标量，因为它只由一个代表其大小的数字来定义。力被定义为直线推力或拉力，通常用磅（lbs）或牛顿（N）表示，它是两个物体之间相互作用的结果。
图7. 压强=力 /单位面积
压强没有特定的方向，即使改变作用力表面的方向，也会引起法向力（与接触物体表面成直角的作用力）的变化，但不会引起压强的变化，压强将保持不变。
该图可以分析力随时间(冲量)作用的力学效应，以及通过动量(和速度)的变化来力-时间曲线是一种图形表示，其中施加的力（以牛顿为单位）绘制在 x 轴上，时间（通常以秒为单位）绘制在 y 轴上。
应用于运动的不同阶段的。动量可定义为刚体所具有的总体运动量，用”质量与质心速度的乘积”来衡量。
由于冲量和动量是由于动量平衡冲量关系而相互关联的两个变量，因此正确分析力-时间图对于理解性能与速度和加速度的关系以及它们与运动阶段（即步态和跑步周期）的关系至关重要。
动量平衡冲量关系指出”物体的动量变化等于该方向合力的冲量”，这意味着需要一个很大的冲量才能产生相应的大的动量变化。
图8.一个简单的力-时间曲线图，显示了跑步时脚掌击球的力（y 轴）和时间（x 轴）以及冲量（摘自 Knudson, 2007 年）。
在本书中，我们还将介绍更多与足底压力测试系统相关的知识，以及介绍它们是如何在运动应用中发挥作用的，点击链接下载整本电子书。https://a.huiju.cool/p/192a0
