第三章 測力板靜態校正 測力板靜態校正 測力板靜態校正 測力板靜態校正 3.1 校正器硬體架設校正器硬體架設 校正器硬體架設 校正器硬體架設
3.2 靜態力量校正結果 靜態力量校正結果 靜態力量校正結果 靜態力量校正結果
AMTI 測力板上 121 校正點，分別以 650N、800N 及 1000N 做靜態垂直方向施力，
測力板所量測力量(Fx, Fy, F )誤差統計如表 3-1 所示。測力板所量測垂直力的誤差平z 均值百分比 (Mean F error(%))在 0.38%~0.41%之間，標準差(standard deviation, SD)百z 分比(S.D. F error(%))在 0.44%~0.48%之間。測力板因 cross talk 因素而在測力板產生z 水平力(Fx, Fy)，測力板所量測水平力(Fx)的誤差平均值百分比在-0.32%~-0.29%之間，
標準差百分比均 0.20%。測力板所量測水平力(Fy)的誤差平均值百分比在 0.59%~0.64%
之間，標準差百分比在 0.16%~0.18%之間。
表 3-1 測力板所量測力量誤差統計
F error(%) z Fx cross_talk(%) Fycross_talk(%) Vertical
load
(N) Mean S.D. Mean S.D. Mean S.D.
650 0.38 0.48 -0.29 0.20 0.64 0.18 800 0.39 0.47 -0.31 0.20 0.61 0.17 1000 0.41 0.44 -0.32 0.20 0.59 0.16
測力板所量測力量經類神經網路修正器修正後數據與施力桿實際施力大小作比 較，其誤差統計結果如表 3-2 所示。測力板所量測垂直力經類神經網路修正器修正補償 後，垂直力(F )的誤差平均值百分比均為 0.00%，標準差百分比在 0.13%~0.19%之間，z 水 平 力 ( Fx , Fy ) 的 誤 差 平 均 值 百 分 比 在 -0.01%~0.01% 之 間 ， 標 準 差 百 分 比 在 0.07%~0.09%之間。
表 3-2 運用類神經網路修正器將測力板量測力量大小誤差作修正補償 F error(%) z Fx cross_talk(%) Fycross_talk(%) Vertical
load
(N) Mean S.D. Mean S.D. Mean S.D.
650 0.00 0.19 -0.01 0..08 0.01 0.09 800 0.00 0.14 0.01 0.07 0.00 0.07 1000 0.00 0.13 0.00 0.07 0.00 0.07
針對每一校正點在垂直力(F )方向取校正器實際施力與測力板量測力量的誤差作z 比較，如圖 3-2、3-4、3-6 所示。本研究以類神經網路修正器作力量修正補償後，每一 校正點在垂直力(F )方向取校正器實際施力與測力板量測力量的誤差作比較，如圖 3-3、z 3-5、3-7 所示。測力板每一校正點在不同負載測試下經類神經網路修正器修正補償前後，
其垂直力(F )誤差趨勢類似，本研究以垂直力 1000N 施力於測力板為例，如圖 3-6、3-7z 所示。在圖 3-6 所示，修正補償前垂直力(F )誤差最大值是 17.77N、最小值是 0.17N，z 在測力板上、下半部、右半部且又靠近測力板邊界的實際垂直力與量測垂直力誤差較 大，靠近測力板中心的施力點其實際施力點與量測壓力中心誤差較小。圖 3-7 所示，修 正補償後垂直力(F )誤差除了靠近測力板邊界校正點量測垂直力(z F )修正結果較差外，z 其餘校正點量測垂直力(F )修正結果都有明顯改善。 z
y axis (cm) x axis (cm)
垂直力(Fz)誤差量(N)
圖 3-3 測力板各校正點在垂直力(F ) 650N 施力下校正後之力量誤差 z
圖 3-4 測力板各校正點在垂直力(F ) 800N 施力下之力量誤差 z
y axis (cm)
y axis (cm) x axis (cm)
x axis (cm)
垂直力(Fz)誤差量(N) 垂直力(Fz)誤差量(N)
圖 3-5 測力板各校正點在垂直力(F ) 800N 施力下校正後之力量誤差 z
圖 3-6 測力板各校正點在垂直力(F ) 1000N 施力下之力量誤差 z
y axis (cm)
y axis (cm) x axis (cm)
x axis (cm)
垂直力(Fz)誤差量(N) 垂直力(Fz)誤差量(N)
圖 3-7 測力板各校正點在垂直力(F ) 1000N 施力下校正後之力量誤差 z
校正器施力桿在測力板校正點分別施於 650N、800N 及 1000N 等垂直力作靜態施 力，測力板因 cross talk 因素而在測力板量測出水平力(Fx, Fy)，而每一校正點在水平 力(Fx, Fy)方向取校正器實際施力(0N)與測力板量測力量的誤差作比較，如圖 3-8、3-9、
3-10、3-11、3-12、3-13 所示。量測出水平力(Fx, Fy)經類神經網路修正器作量測力量 修正補償後，由表 3-2 可知，測力板每一校正點量測水平力(Fx, Fy)大部份均可修正至 實際值(0N)。
y axis (cm) x axis (cm)
垂直力(Fz)誤差量(N)
圖 3-8 測力板各校正點在垂直力(F ) 650N 施力下之水平力(z Fx)力量誤差
圖 3-9 測力板各校正點在垂直力(F ) 800N 施力下之水平力(z Fx)力量誤差
x axis (cm)
x axis (cm) y axis (cm)
y axis (cm)
水平力(Fx)誤差量(N) 水平力(Fx)誤差量(N)
圖 3-10 測力板各校正點在垂直力(F ) 1000N 施力下之水平力(z Fx)力量誤差
圖 3-11 測力板各校正點在垂直力(F ) 650N 施力下之水平力(z Fy)力量誤差
x axis (cm) y axis (cm)
水平力(Fx)誤差量(N)
x axis (cm) y axis (cm)
水平力(Fx)誤差量(N)
圖 3-12 測力板各校正點在垂直力(F ) 800N 施力下之水平力(z Fy)力量誤差
圖 3-13 測力板各校正點在垂直力(F ) 1000N 施力下之水平力(z Fy)力量誤差
x axis (cm) y axis (cm)
水平力(Fx)誤差量(N)
x axis (cm) y axis (cm)
水平力(Fx)誤差量(N)
3.3 靜態力量校正討論靜態力量校正討論靜態力量校正討論靜態力量校正討論
測力板 121 校正點分別以 650N、800N 及 1000N 垂直力作靜態施力，在每一校正 點承受這三種不同的負載下所量測的垂直力之值發現，隨負載增加其實際垂直力與量測 垂直力誤差值愈大，又其是靠近測力板邊界四周校正點更為明顯(誤差值相差最大值 7.40N)。但當施力於測力板中心附近處時，負載增加並未顯著影響垂直力量測誤差值(在 測力板中心方圓半徑 116mm 內校正點誤差值相差均在 2.0N 以內)。測力板因 cross talk 因 素而在測力板量測出水平力(Fx、Fy)，在每一校正點承受這三種不同的負載下所量測的 水平力(Fx、Fy)發現，隨垂直力負載增加其水平力(Fx、Fy)也逐漸增加(水平力Fx增加 量在 3.27N 以內、Fy增加量在 3.68N 以內) 。
影響量測垂直力(F )準確度因素主要是測力板施力點位置。由圖 3-2、3-4、3-6 所z 示可知，測力板 121 施力點在相同負載條件下其實際垂直力與量測垂直力誤差均不相同 (以 1000N 負載為例：實際垂直力與量測垂直力誤差最大值是 17.76N、最小值是 0.17N；
以 800N 負載為例：實際垂直力與量測垂直力誤差最大值是 14.43N、最小值是 0.09N；
以 650N 負載為例：實際垂直力與量測垂直力誤差最大值是 13.82N、最小值是 0.10N)。
在測力板上、下半部、右半部且又靠近測力板邊界的實際垂直力與量測垂直力誤差較 大，靠近測力板中心的施力點其實際施力點與量測壓力中心誤差較小。因此一般做步態 分析實驗其施力中心儘量會落在測力板中心附近，進而可避免施力點位置因素而影響量 測垂直力準確度。
測力板 121 校正點在相同垂直力負載條件下其量測出水平力(Fx)，從圖 3-8、3-9、
3-10 可知，在測力板上、下半部且越往測力板邊界其量測出水平力(Fx)值越大。以 1000N
負載為例，水平力(Fx) 誤差絕對值的最大值 8.22N；以 800N 負載為例，水平力(Fx) 誤 差絕對值的最大值 6.45N；以 650N 負載為例，水平力(Fx) 誤差絕對值的最大值 5.31N。
在測力板上、下半部且越往測力板中心其量測出水平力(Fx)值越小，以 1000N 負載為 例，水平力(Fx)誤差絕對值的最小值 0.49N；以 800N 負載為例，水平力(Fx) 誤差絕對 值的最小值 0.32N；以 650N 負載為例，水平力(Fx) 誤差絕對值的最小值 0.07N。測力 板 121 施力點在相同垂直力負載條件下其量測出水平力(Fy)，從圖 3-11、3-12、3-13 可 知，因水平力(Fy) 誤差值變化性較無規律，所以水平力(Fy) 誤差值與測力板施力點位
置較為無關。
經類神經網路修正器作量測垂直力(F )修正補償後，從圖 3-3、.3-5、3-7 中可知，z 除了靠近測力板邊界校正點量測垂直力(F )修正結果較差外，其餘校正點量測垂直力z (F )修正結果都有明顯改善。而靠近測力板邊界校正點一般受試者施力是比較不會施力z 此處。所以，經類神經網路修正器作量測垂直力(F )修正補償後其測力板可施力點範圍z 大幅度增加，如此對於身心障礙者或動態步態分析實驗就可以不必要求受試者的腳一定 要落在測力板中心附近，進而可減少實驗時間且也提高量測受試者施力準確度。