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什么是压阻式传感器?

时间:2018-12-06 15:14来源:新闻中心 作者:苏州能斯达电子科 点击:
      通常,当施加外力时,基于压阻效应的触觉传感器将导致电导率信号发生变化。压阻式触觉传感器由于功耗低,压力测试范围广,易于读取和简单的器件结构及制造工艺,已经得到广泛的研究,对实现人机交互和电子皮肤的实际应用具有很大希望。

      在过去的几十年,已经研究了许多不同种类的材料来发展高性能压阻式传感器。通常,压阻传感材料主要集中在具有导电性能的填料,如导电聚合物(CPs),金属颗粒,碳纳米管(CNTs)和还原氧化石墨烯(rGO)加入弹性体〔如聚氨酯(PU)和PDMS〕的复合材料。
 
      导电纤维,金属纳米线和薄膜也可以用作压阻传感器的感测材料。Hanif和他的团队报道了一种具有典型压阻效应的等离子体掺杂石墨烯片基柔性压力传感器。与UG片相比,等离子体掺杂进一步提高了人类感知(0~10 kPa)最低工作区域的压力感测性能;此外,还研究了在压阻式压力传感器中使用的一些其它具有生物相容性,超疏水性等独特性质的导电聚合物。但是,大多数使用基于平面结构的复合弹性体的压阻型传感器表现出较差的感测性能,在低压状态下无法感知。因此,深入研究一些新材料的工作原理和设计理念,来提供如传感材料的3D网络,多孔结构的活性材料和微结构的利用等来作为替代方案。
 
      Ko等人提出了一种使用互锁微圆点阵列的可扩展电阻式电子皮肤传感器。将2个具有微圆图案的CNT复合膜通过图案侧的接合,形成联锁几何结构。联锁微圆阵列压力传感器的感测机理,可以通过外部压力下微圆接触面积和拉伸比的变化来解释。因此,具有独特几何形状的互联微圆点阵列器件可以区分不同的机械刺激以提供不同的感测输出模式,因为阵列根据外部压力的方向显示不同程度的变形。与平面复合膜相比,微结构器件在响应时间(约18 ms)和恢复时间(约10 ms)上要快3~4倍。这种优良的压力感测性能通过人手腕的不同运动来测量血压,可以用于实时监测人体生理信号。通过使用几乎相同的器件结构和感测机制,成功合成了具有导电弹性体复合材料的微锥体PDMS阵列,实现了高度可拉伸的电阻式压力传感器。

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