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基于磁控溅射技术的微结构柔性压力传感器
1
作者 孙士斌 钱磊 +3 位作者 王培力 秦治伟 牛世聪 朱志浩 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第9期104-107,共4页
目前,探索制备流程简单、成本较低且性能优异的可穿戴应变传感器仍然是一个巨大的挑战。本文提出了使用模具成型法制备具有微观结构的传感器基底,并结合磁控溅射技术构造导电薄膜,制备出一种新型的柔性压力传感器。实验结果表明:这种方... 目前,探索制备流程简单、成本较低且性能优异的可穿戴应变传感器仍然是一个巨大的挑战。本文提出了使用模具成型法制备具有微观结构的传感器基底,并结合磁控溅射技术构造导电薄膜,制备出一种新型的柔性压力传感器。实验结果表明:这种方法有利于基底与导电材料的结合,使传感器具有更大的形变潜力。提高了传感器的灵敏度(0~500 Pa的灵敏度为2.37 kPa^(-1)),且具有迅速的响应恢复时间(约250 ms)、良好的耐久性(1000次循环试验)以及极低的最小响应限度(约1.5 Pa)。同时,该传感器能够用于进行人体状态监测,能检测出心跳、脉搏等微弱的生理信号,证明了该柔性压力传感器在智能可穿戴设备方面具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 磁控溅射 微结构 人体状态监测
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智能可穿戴柔性压力传感器的研究进展 被引量：2
2
作者 宿荣芳 文心仪 +1 位作者 王俊 苏业旺 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期98-108,共11页
柔性压力传感器可以附着在人体皮肤感知外界压力信号,且具有传感范围广、响应时间短、灵敏度和耐久性高等特点,因此被广泛应用于电子皮肤和人机交互等领域。柔性压力传感器通常由柔性基底、活性材料、导电电极组成。其中,一种或多种活... 柔性压力传感器可以附着在人体皮肤感知外界压力信号,且具有传感范围广、响应时间短、灵敏度和耐久性高等特点,因此被广泛应用于电子皮肤和人机交互等领域。柔性压力传感器通常由柔性基底、活性材料、导电电极组成。其中,一种或多种活性材料通过与柔性基底复合形成传感材料,其受外界刺激产生的变形会引起阻值等变化,进而实现传感功能。此外,通过引入微结构可增加传感材料的可压缩性以及对微小压力的敏感度,提升传感性能。本文围绕薄膜和织物两类基底,综述了在其中掺杂碳基、金属基与黑磷基等活性材料的柔性压力传感器的研究,重点论述了不同传感器的制备方法、机电性能与应用场景,总结了各类传感器的优缺点。在此基础上,对未来智能可穿戴柔性压力传感器如何实现宽范围压力检测、商业化以及制作流程无毒化与长时期生物相容性实验等方面的研究做出了展望。 展开更多
关键词 智能可穿戴 柔性压力传感器 活性材料 柔性基底
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蚕丝基柔性压力传感器的制备及其性能研究 被引量：2
3
作者 刘嘉琪 汪宇佳 +2 位作者 王胜男 代方银 李智 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期34-42,共9页
蚕丝具有优异的生物相容性、可降解性和易加工性等,是应用于柔性电子领域的理想柔性基底材料。本文通过气液界面聚合法,在蚕丝织物、平板丝和静电纺丝素膜三种蚕丝材料表面实现聚苯胺的原位生长,成功制备出以聚苯胺为活性导电介质的柔... 蚕丝具有优异的生物相容性、可降解性和易加工性等,是应用于柔性电子领域的理想柔性基底材料。本文通过气液界面聚合法,在蚕丝织物、平板丝和静电纺丝素膜三种蚕丝材料表面实现聚苯胺的原位生长,成功制备出以聚苯胺为活性导电介质的柔性基材,并将其组装成柔性压阻式压力传感器,这为开发高性能、安全可靠和轻质便携的可穿戴电子产品提供新的方法和途径。结果表明:三种蚕丝基柔性压力传感器中,蚕丝织物聚苯胺传感器具有最大的压力检测范围(16.27~504.79 kPa),拉伸变形可达20%,灵敏度仅为0.00129 kPa^(-1);静电纺丝素膜聚苯胺传感器灵敏度最高(0.01376 kPa^(-1)),但拉伸变形能力差,仅可拉伸2.3%;平板丝聚苯胺传感器压力检测灵敏度略高于蚕丝织物聚苯胺传感器,达到0.00134 kPa^(-1),线性检测范围为9.8~87.6 kPa。本文研究开发的蚕丝基柔性压力传感器在运动检测领域具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 蚕丝织物 平板丝 静电纺丝素膜 聚苯胺 气液界面结合 柔性压力传感器
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全纳米纤维离电式柔性压力传感器的制备及性能研究 被引量：1
4
作者 赵晰蒙 李方全 +6 位作者 崔萌 汪滨 王颖 张秀芹 祝桂香 郭敏 郭子芳 《北京服装学院学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期47-55,64,共10页
为解决传统的电容式压力传感器灵敏度低的问题,基于聚丁二酸丁二醇酯对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)和离子液体(ILs),采用静电纺丝技术制备离子介电层(ILs/PBST),并利用离电式压力传感机制开发了一种灵敏、透气的全纳米纤维离电式柔性压力传... 为解决传统的电容式压力传感器灵敏度低的问题,基于聚丁二酸丁二醇酯对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)和离子液体(ILs),采用静电纺丝技术制备离子介电层(ILs/PBST),并利用离电式压力传感机制开发了一种灵敏、透气的全纳米纤维离电式柔性压力传感器。该器件具有超高灵敏度(902.4 kPa-1,0~6 kPa)和快速响应/恢复时间(147 ms/147 ms),能够快速稳定地监测多种人体运动及生理信号。此外,三维多孔纳米纤维网络赋予其良好的透气性,确保其长期佩戴的舒适性,该器件有望应用在智能医疗领域。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 纳米纤维膜 离子介电层 离电式传感机理
原文传递
用于人体运动监测的微球结构柔性压力传感器
5
作者 宋锐 罗海军 王雪 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第8期83-86,共4页
针对微结构柔性压力传感器的工艺复杂和高灵敏度压力区间小等问题,本文提出了一种基于微米(μm)级金属铜(Cu)微球结构的柔性可穿戴式压力传感器,用于人体运动信号的个性化监测。该传感器利用Cu微球的高导电性及其丰富的表面形态在硅胶... 针对微结构柔性压力传感器的工艺复杂和高灵敏度压力区间小等问题,本文提出了一种基于微米(μm)级金属铜(Cu)微球结构的柔性可穿戴式压力传感器,用于人体运动信号的个性化监测。该传感器利用Cu微球的高导电性及其丰富的表面形态在硅胶表面构造了一层独特的摩擦结构,与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜进行摩擦,增大了摩擦系数,提高了灵敏度和稳定性。柔性材料的应用使其能够适应人体皮肤曲面,实现高效的压力检测。该传感器具有28.7 nA/kPa的压力灵敏度,能响应0~20 Hz压力,并且在工作1000个周期后仍具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 微米级金属铜 微球结构 可穿戴
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基于非均匀分布微结构的柔性压力传感器性能调控
6
作者 颜黄苹 李远哲 +2 位作者 王子俊 周锐 尹靖博 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期241-251,共11页
[目的]为了适应柔性压力传感器面向特定应用的定制化设计需求,提出一种基于非均匀分布微结构的电容式柔性压力传感器,开展传感器性能调控研究.[方法]首先,基于敏感层微结构非均匀分布方式,提出一种灵敏度预测模型,并通过与实际测试结果... [目的]为了适应柔性压力传感器面向特定应用的定制化设计需求,提出一种基于非均匀分布微结构的电容式柔性压力传感器,开展传感器性能调控研究.[方法]首先,基于敏感层微结构非均匀分布方式,提出一种灵敏度预测模型,并通过与实际测试结果的对比分析,验证模型的正确性.其次,研究当介电层微结构为微圆台时,不同微圆台顶面半径、高度、底面半径等几何参数以及次级微结构对传感器灵敏度和线性范围的影响.最后,基于该调控方法制备了综合性能良好的多级非均匀微结构分布的柔性压力传感器,进行性能测试与应用测试.[结果]非均匀分布微结构柔性压力传感器的灵敏度与微结构的分布及几何参数密切相关.通过对微结构分布的调控可筛选出具有最优灵敏度的传感器,对敏感层微结构几何参数的调控可实现对柔性压力传感器性能的调控.[结论]该性能调控方法对面向特定应用的传感器定制化设计具有一定的指导价值. 展开更多
关键词 柔性压力传感器 非均匀分布 微结构 性能调控
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MXene增强的无纺布医用柔性压力传感器
7
作者 王诗淇 高冰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第10期117-119,123,共4页
随着对健康监测需求的日益增长,非侵入性和实时生理监测的可穿戴柔性传感器开发成为了研究热点。提出了一种创新的方法,用于开发可穿戴柔性传感器。该方法采用环境友好且成本效益高的无纺布作为基材,通过简易的浸涂工艺,结合无纺布的自... 随着对健康监测需求的日益增长,非侵入性和实时生理监测的可穿戴柔性传感器开发成为了研究热点。提出了一种创新的方法,用于开发可穿戴柔性传感器。该方法采用环境友好且成本效益高的无纺布作为基材,通过简易的浸涂工艺,结合无纺布的自然微结构与MXene优异的物理化学特性,成功制备了MXene改性的无纺布作为压力传感器的压力敏感层。这种柔性压力传感器工作稳定,传感范围广,在0~150kPa的压力工作范围内具备超高灵敏度(S1=0.5 kPa^(-1)和S2=1.12 kPa^(-1)),同时具有约25 ms和50ms的快速响应时间和释放时间。该传感器能够精确捕捉人体腕部的桡动脉脉搏信号,在医疗保健、体育训练和机器人技术等领域展现出了巨大的应用潜力,并为低成本、环保型传感器的开发提供了新思路。 展开更多
关键词 无纺布 MXene 柔性压力传感器 脉搏波
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基于石墨柔性压力传感器的实践教学方案设计
8
作者 陈孝喆 高荣科 于连栋 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第3期238-243,共6页
该文通过石墨柔性压力传感器课程设计,使学生学习了先进的柔性传感器设计理念,并让他们发挥主观能动性进行自主创作。该课程设计涉及电子工程、材料科学、机械工程等多学科知识,着重开展了石墨柔性压力传感器、电阻检测与控制电路以及... 该文通过石墨柔性压力传感器课程设计,使学生学习了先进的柔性传感器设计理念,并让他们发挥主观能动性进行自主创作。该课程设计涉及电子工程、材料科学、机械工程等多学科知识,着重开展了石墨柔性压力传感器、电阻检测与控制电路以及数值模拟上位机三大模块的设计。这一课程设置符合智能感知工程新专业人才培养的发展趋势,通过这一课程的学习,能够培养学生发现问题、解决问题的能力,有利于复合型、创新型、应用型专业人才的培养。 展开更多
关键词 智能感知工程 传感器课程设计 柔性压力传感器 教学改革
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基于Ag NWs/棉织物柔性压力传感器的制备及性能
9
作者 巫云龙 王健骁 +2 位作者 郑姣姣 张梦阳 燕阳天 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2024年第3期78-84,共7页
针对柔性传感器制造工艺繁琐、成本昂贵等缺点,以银纳米线(Ag NWs)为导电物质,以棉织物为弹性基体,采用反复浸渍的方法制备出一类具有良好弹性的柔性压力传感器。实验结果显示,棉织物经Ag NWs浸渍后,Ag NWs可均匀包裹在棉纤维上,形成有... 针对柔性传感器制造工艺繁琐、成本昂贵等缺点,以银纳米线(Ag NWs)为导电物质,以棉织物为弹性基体,采用反复浸渍的方法制备出一类具有良好弹性的柔性压力传感器。实验结果显示,棉织物经Ag NWs浸渍后,Ag NWs可均匀包裹在棉纤维上,形成有效的导电网络,且具有一定的柔性。此外Ag NWs的含量越高,Ag NWs对织物的导电性越好。在5次浸渍后,Ag NWs/棉织物内部形成稳定的导电网状结构,其检测灵敏度可达到3.36 kPa^(-1)。在压力为1.74~7.60 kPa范围内,此传感器对压力的响应和松弛时间均为50 ms。证明所研制的压力传感器具有较好的传感性能,可以作为一种优良的柔性压力传感器使用。 展开更多
关键词 棉织物 Ag NWs 柔性压力传感器 灵敏度
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基于柔性压力传感器的手套式脉诊传感装置的设计 被引量：2
10
作者 赵俊毅 《医疗卫生装备》 CAS 2023年第6期111-114,共4页
目的:设计一种基于柔性压力传感器的手套式脉诊传感装置,以解决脉诊中“在心易了,指下难明”的困境。方法:该装置由便携式电阻检测装置与封装有柔性压力传感器的手套组成,其中便携式电阻检测装置基于集成电路技术搭建,由单片机、电源管... 目的:设计一种基于柔性压力传感器的手套式脉诊传感装置,以解决脉诊中“在心易了,指下难明”的困境。方法:该装置由便携式电阻检测装置与封装有柔性压力传感器的手套组成,其中便携式电阻检测装置基于集成电路技术搭建,由单片机、电源管理模块、AD7793阻抗测试模块、蓝牙通信模块、滤波模块和外围电路组成;采用微纳加工技术和柔性电子技术制备柔性压力传感器并将其贴敷于手套上,通过检测柔性压力传感器的电阻变化实现脉象的实时检测。结果:该装置检测结果与中医脉诊结果相同,不仅可以准确地测量出符合中医脉象记录的脉搏波,还可以准确地提取出回波等信号,并可以得出脉力和脉率等信息。结论:该装置结构紧凑、便于携带,脉象检测灵敏度、准确度高,脉象信息丰富,可以用于中医脉象的检测。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 脉诊传感装置 中医 脉诊 脉象
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一种杠杆式柔性压力传感器标定装置研制 被引量：1
11
作者 同志学 曹恒源 +2 位作者 闫观海 李晨宇 张学锋 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第8期123-127,142,共6页
针对现有柔性压力传感器标定装置及方法存在精度差、结构复杂且不易操作等问题,设计并搭建一种杠杆式标定装置。采用STM32和增量式PID算法作为微处理器和控制算法,实现标定装置中步进电机角度和速度控制。通过步进电机转动调节配重的位... 针对现有柔性压力传感器标定装置及方法存在精度差、结构复杂且不易操作等问题,设计并搭建一种杠杆式标定装置。采用STM32和增量式PID算法作为微处理器和控制算法,实现标定装置中步进电机角度和速度控制。通过步进电机转动调节配重的位置,从而利用杠杆原理对施加在标定对象上的载荷进行调节。通过这种间接加压方式,可对标定对象进行高精度压力加载。实验表明:研制的杠杆式标定装置可在0~20 N量程内,20 s内达到期望压力值且测量误差保持在±0.01 N,具有高精度压力加载、操作简单等特点,可用于高质量、高效率的柔性压力传感器标定。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 杠杆式标定装置 间接加压 标定
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电容式柔性压力传感器的性能优化原理及研究进展 被引量：4
12
作者 田玉玉 何韧 +2 位作者 吴菊英 钟卫洲 张凯 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第16期9-22,共14页
作为可穿戴电子器件的重要分支,柔性压力传感器在人机交互、健康监测等方面具有广阔的应用前景。随着新型材料与新的器件制备策略的不断开发,柔性压力传感器的力学与电学性能不断被优化以适应不同的应用需求。相较于其他传感器,电容式... 作为可穿戴电子器件的重要分支,柔性压力传感器在人机交互、健康监测等方面具有广阔的应用前景。随着新型材料与新的器件制备策略的不断开发,柔性压力传感器的力学与电学性能不断被优化以适应不同的应用需求。相较于其他传感器,电容式柔性压力传感器具有灵敏度高、功耗低、响应快的优势。电容式柔性压力传感器的性能优化主要通过改变器件的结构参数来实现,如电极有效正对面积、电极间距、有效介电常数等。主要方法策略包括新型纳米材料的应用、新型微结构设计和新型复合材料的开发。主要优化原理有四种:(1)通过改变电极表面粗糙度来改变电极有效正对面积;(2)在电极或介电层中引入空气层以降低弹性模量;(3)在介电层中引入空气或高介电常数材料来改变有效介电常数;(4)通过复合材料在介电层中形成微电容以改变总体电容变化。在电容式柔性压力传感器的性能优化研究中存在一个共性问题,即高灵敏度与宽检测范围之间总是存在一种制约关系。在一定压力范围内,尤其是低压范围,灵敏度提升往往会使器件较易达到压缩饱和而使检测范围有限,即线性度较差。近年来,研究者们着眼于高灵敏度与宽检测范围之间的制约问题,对介电层的梯度结构设计及混合响应机制进行探索,取得了丰硕的成果,在保证高灵敏度的前提下大幅提升了器件的检测范围。然而,迟滞、稳定性及阵列优化仍是电容式柔性压力传感器面向实际应用时存在的问题。本文系统归纳了电容式柔性压力传感器的性能优化原理,分别对电极和介电层的结构设计与材料优化方法进行了介绍,分析了电容式柔性压力传感器在性能优化研究中面临的难题,并进行了展望,以期为设计和制备满足应用需求条件的高性能柔性压力传感器提供参考。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 电容式 微结构设计 复合材料 多级结构 混合响应
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柔性压力传感器成型技术及制备工艺研究进展 被引量：1
13
作者 吴旭鹏 方玉明 +3 位作者 费宏欣 蔡滕 赵江 李若舟 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第2期295-303,共9页
应用日益广泛的可穿戴设备要求其中的传感器件可拉伸、可弯曲,因此柔性传感器已受到人们的重视。文章对柔性压力传感器的微结构、材料、制备工艺等方面进行了综述,重点总结了现阶段柔性传感器所采用的各种结构,比较了天然微结构、仿生... 应用日益广泛的可穿戴设备要求其中的传感器件可拉伸、可弯曲,因此柔性传感器已受到人们的重视。文章对柔性压力传感器的微结构、材料、制备工艺等方面进行了综述,重点总结了现阶段柔性传感器所采用的各种结构,比较了天然微结构、仿生表面微结构、多孔结构、多级结构、多层结构柔性压力传感器的重要性能。介绍了目前常用的柔性基底材料和导电活性材料,对比了光刻技术、3D打印等制造工艺的优缺点,对柔性压力传感器的未来研究方向进行了展望。文章对相关柔性器件的研究具有较高的理论价值和工程参考意义。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 微结构 柔性基底材料 3D打印
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微阵列结构柔性压力传感器研究进展 被引量：1
14
作者 张哲 李建昌 《真空》 CAS 2023年第5期13-28,共16页
柔性压力传感器因形状易控、体积小、机械性能好等优点,成为柔性电子器件领域的研究热点之一。传统工作原理下,除先进功能材料外,微阵列结构的引入对进一步提升器件灵敏度、响应时间等综合性能具有重要意义。本文从材料选择、微阵列分... 柔性压力传感器因形状易控、体积小、机械性能好等优点,成为柔性电子器件领域的研究热点之一。传统工作原理下,除先进功能材料外,微阵列结构的引入对进一步提升器件灵敏度、响应时间等综合性能具有重要意义。本文从材料选择、微阵列分布方式、构造方法及传感特性等方面对微阵列结构柔性压力传感器的研究进展进行了综述。首先,归纳了微阵列构造常用材料;其次,对比了基于不同分布方式的微阵列结构;随后,总结了微阵列结构的制备工艺;最后,重点讨论了几种常见微阵列柔性压力传感器的传感特性机理。未来应进一步从传感器力-电转换机制、多元环境下器件工作稳定性等方面进行深入探究,以期为开发超高性能柔性传感器件提供理论基础。 展开更多
关键词 柔性电子 柔性压力传感器 微阵列结构 传感特性
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MXene柔性压力传感器的制备与性能 被引量：1
15
作者 舒霞云 周智 张墙 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第7期1070-1076,共7页
柔性压力传感器作为一种新型的压力电子器件已经在医疗健康监测、智能可穿戴的电子设备、人机数据交互平台等领域广泛应用。采用磁控溅射法制备叉指电极,通过湿法腐蚀法获得MXene胶体溶液,利用压电式按需喷印技术将MXene胶体溶液覆盖在... 柔性压力传感器作为一种新型的压力电子器件已经在医疗健康监测、智能可穿戴的电子设备、人机数据交互平台等领域广泛应用。采用磁控溅射法制备叉指电极,通过湿法腐蚀法获得MXene胶体溶液,利用压电式按需喷印技术将MXene胶体溶液覆盖在叉指电极的上方,从而完成压敏活性层的制备。利用扫描电子显微镜(SEM)对MXene压敏活性层的形貌进行表征,结果表明压敏活性层表面平滑整齐、成膜均匀、结构清晰。对制备的柔性压力传感器进行灵敏度检测。结果表明当压强在0~5 kPa的区间内时,传感器具有较高的灵敏度,为0.139 kPa^(-1)。最后对该传感器进行人体运动传感性能测试。结果表明该MXene柔性压力传感器有望在可穿戴电子以及医疗监测领域广泛应用。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 MXene胶体溶液 压电式按需喷印 压敏活性层 灵敏度
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间隔织物应用于可穿戴柔性压力传感器的研究进展 被引量：1
16
作者 胥子怡 刘天威 +3 位作者 高健 吴泽军 李楠 徐磊 《西部皮革》 2023年第13期84-86,共3页
随着纺织品的智能化发展,应用于纺织品中的柔性可穿戴压力传感器可以实现与人体表面的完全贴合,将织物表面受到的压力转化成为信号进行检测,实现各种传感功能。柔性可穿戴压力传感器具有高灵敏度、响应速度快、柔韧性好等优点,采用间隔... 随着纺织品的智能化发展,应用于纺织品中的柔性可穿戴压力传感器可以实现与人体表面的完全贴合,将织物表面受到的压力转化成为信号进行检测,实现各种传感功能。柔性可穿戴压力传感器具有高灵敏度、响应速度快、柔韧性好等优点,采用间隔织物作为结构织造的柔性压力传感器改善了传感器本身抗冲击性能差的缺点,提高了传感器的耐用性。间隔织物在可穿戴柔性压电传感器中的应用将会成为一个重要的研究方向。文章对柔性传感器进行了分类,对压力传感器的种类、机理、优缺点进行了说明,并对在间隔织物结构上设计制造可穿戴柔性压力传感器的技术进行了归纳总结。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 间隔织物 工作机理
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双级微结构对柔性压力传感器性能的提升
17
作者 周丹砚 黄汉雄 罗杜宇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期720-726,共7页
以2种不同的模板设计方案,采用注射压缩成型制备单级和双级微柱阵列的热塑性聚氨酯柔性薄片,经裁剪、喷金后得到微结构柔性传感基片。将单级和双级微结构柔性传感基片分别与平整柔性传感基片面对面封装成柔性压力传感器1和传感器2。模... 以2种不同的模板设计方案,采用注射压缩成型制备单级和双级微柱阵列的热塑性聚氨酯柔性薄片,经裁剪、喷金后得到微结构柔性传感基片。将单级和双级微结构柔性传感基片分别与平整柔性传感基片面对面封装成柔性压力传感器1和传感器2。模拟结果表明,受压后微柱顶面上边缘区域接触应力较大。单级和双级微柱受压后纵截面分别呈“碗”和“花苞”状结构;双级微柱在较小压力作用下即可发生形变,且其受压后与平整传感基片的接触形变和接触面积较大。因此,相比传感器1,传感器2具有较高灵敏度(0.53 kPa-1,0~1 kPa)、较短响应时间/松弛时间(100 ms/80 ms)和较低检测限(约58 Pa)。微柱较高的耐压性使传感器2具有较宽的检测范围(0.058~600 kPa),能在4000次的循环压缩/释放测试(峰值压力约500 kPa)中保持较稳定的压阻响应。传感器2可准确检测人体脉搏、发声和运动,表明其具有应用于智能可穿戴领域的潜能。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 表面微结构 灵敏度 热塑性聚氨酯 注射压缩成型
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基于微结构导电薄膜的柔性压力传感器 被引量：4
18
作者 杨云鹏 张婕 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第2期64-67,79,共5页
针对柔性压力传感器中刚性导电材料和柔性基材之间结合界面较弱,易出现开裂和脱落的问题,通过将导电材料嵌入聚合物表面,实现了两者的稳定连接,并制备了具有微观结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性导电薄膜,然后通过面对面组装的方式完成... 针对柔性压力传感器中刚性导电材料和柔性基材之间结合界面较弱,易出现开裂和脱落的问题,通过将导电材料嵌入聚合物表面,实现了两者的稳定连接,并制备了具有微观结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性导电薄膜,然后通过面对面组装的方式完成了柔性压力传感器的制备。结果表明:表面嵌入导电材料的柔性薄膜性能稳定,在多次试验后,未出现裂纹或脱落的现象;与文献中报道的常规方法相比,具有工艺简单,结合界面稳定的优点。制备的柔性压力传感器在0~1 kPa范围内,具有高灵敏度(0.34 kPa^(-1))和快速响应(<200 ms),可准确检测到手指触摸时的微小压力。因此有望应用于柔性机器人触觉和人机交互界面等领域。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 微结构 聚二甲基硅氧烷导电薄膜
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多孔聚二甲基硅氧烷/碳纳米管复合压阻式柔性压力传感器的制备 被引量：3
19
作者 郭鑫雷 刘鑫 +1 位作者 胡汉春 胡呈安 《轻工机械》 CAS 2023年第2期34-41,共8页
为解决目前柔性压力传感器制备工艺复杂和透气性差的问题,课题组提出在棉织物表面贴附导电铜箔作为电极、结合氯化钠模板法和浸渍-干燥法制作多孔聚二甲基硅氧烷/碳纳米管复合压阻层而制得压阻式柔性压力传感器的方法。课题组对传感器... 为解决目前柔性压力传感器制备工艺复杂和透气性差的问题,课题组提出在棉织物表面贴附导电铜箔作为电极、结合氯化钠模板法和浸渍-干燥法制作多孔聚二甲基硅氧烷/碳纳米管复合压阻层而制得压阻式柔性压力传感器的方法。课题组对传感器压阻层的表面微观形貌进行观察,并对传感器的性能进行了测试。结果表明:当碳纳米管溶液质量分数为1.5%时,制备的传感器的工作压力范围为0~30kPa;在0~4kPa和4~30kPa压力范围时传感器灵敏度分别为546和2Pa-1;迟滞性约为5.7%,可检测约为60Pa的压力。该传感器不仅具有良好的稳定性和重复性,而且可清晰识别手指触压、肘部弯曲及喉部吞咽信号,在运动监测等领域具有潜在应用前景。 展开更多
关键词 柔性压力传感器 氯化钠模板法 浸渍-干燥法 聚二甲基硅氧烷 碳纳米管
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基于赝电容的高线性度柔性压力传感器研究
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作者 刘中艳 刘妍 +2 位作者 胡佳飞 杨诚修 潘孟春 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期130-137,共8页
基于可逆氧化还原反应的赝电容式柔性压力传感器具备高灵敏性能,可用于微弱压力检测,然而,目前赝电容式柔性压力传感器线性度较差,只能在有限压力区间内保持较高灵敏度。为此,本文利用MXene材料作为电极,设计了一种内部具有孔隙且表面... 基于可逆氧化还原反应的赝电容式柔性压力传感器具备高灵敏性能,可用于微弱压力检测,然而,目前赝电容式柔性压力传感器线性度较差,只能在有限压力区间内保持较高灵敏度。为此,本文利用MXene材料作为电极,设计了一种内部具有孔隙且表面粗糙的双尺度随机微结构离子凝胶膜,增加了其压缩过程中的缓冲空间,使凝胶膜应力变形更加均匀,确保了灵敏度在受压过程中保持稳定。实验数据表明,传感器在0~1 MPa范围内具有超高的线性度(相关系数~0.994),优异的灵敏度(~2133.7 kPa^(-1))、快速的响应和恢复时间(分别为~15和~23 ms),较低的检测限(~2.5 Pa)和优异的机械稳定性。将传感器用于水下,可高线性检测水深,同时传感器可以高灵敏检测到不同水深下螺旋桨扰动产生的微弱水流变化。 展开更多
关键词 赝电容 柔性压力传感器 超高线性度 MXene电极 高灵敏度
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