电容层析成像传感器轴向特性的仿真研究

针对目前电容层析成像技术的传感器灵敏场分布的研究,建立了12电极电容层析成像传感器的轴向响应特性的有限元仿真模型,利用该仿真模型研究了METC型和UMIST型传感器的轴向空间响应特性．仿真结果表明：METC型传感器内部的电场分布与二维有限元的假设相符,而UMIST型传感器在轴向有较高的空间分辨率,METC型传感器在激励电极和检测电极附近的灵敏度相差较大,并根据仿真结果指出了各自的适用场所．     

激光诱导石墨烯基柔性应变传感器的传感行为分析

基于柔性聚酰亚胺(PI)基底的应变传感器通常在轴向拉伸或压缩下的变形有限,灵敏度不高,在多维柔性应变传感器方面的发展受到了限制。为了制备具有多维应变传感能力和高检测灵敏度的柔性传感器,采用紫外激光烧蚀PI薄膜制备图案化石墨烯材料,利用聚乙烯(PE)泡棉丙烯酸双面胶带转印图案化石墨烯,并构建双层石墨烯基柔性应变传感器。对激光诱导石墨烯的微观结构进行表征分析,并测试传感器在不同变形下的传感性能,实验结果表明：激光诱导的石墨烯薄膜呈现蓬松的孔状结构,该结构在不同应变状态下呈现拉伸或压缩状态,从而改变了石墨烯的导电通路,导致石墨烯薄膜电阻相应地增大或减小。双层石墨烯基柔性应变传感器可以感受不同方向的拉、压、弯、扭等复杂形变,并表现出很高的灵敏度、良好的线性度和优异的机械重复性。此外,该柔性应变传感器能够适应人体四肢或关节处的多维运动,可对手指弯曲、手掌弯曲等肢体运动进行有效监测和识别,并实现摩尔斯电码的编码。该激光诱导石墨烯基柔性应变传感器在手势识别、智能化控制和人机交互等领域有广阔的应用前景。     

光纤传感器阵列监测建筑结构应变的系统设计

提出了一种用光纤传感器阵列监测建筑结构应变的方法。并且应用了多模光纤传感器和四FBG传感器，使测试结果更可靠。设计了用FBG传感器阵列监测500m空间范围的系统，使分辨率达1．6με。同时讨论了光纤传感器的封装与贴置方法。     

智能可穿戴柔性可拉伸应变传感器的研究进展

柔性可拉伸应变传感器可以附着在人体表面上感知外部信号,具有轻便、低成本、高柔性、高拉伸性和高耐久性等优点。柔性可拉伸应变传感器的柔性基底材料通常导电性较差,导致柔性可拉伸应变传感器的灵敏度也较差。将具有优异电导率的导电聚合物和纳米材料等导电材料与柔性材料集成在一起,在保证良好柔性的同时可以极大的提高柔性可拉伸应变传感器的电导率和灵敏度。阐述了智能可穿戴柔性可拉伸应变传感器的研究进展及应用前景。     

高柔弹性电子皮肤压力触觉传感器的研究

为解决可用于机器人等复杂三维载体表面的电子皮肤触觉传感器难以兼具高柔弹性及压力检测功能的难题,从材料的选取、结构的优化以及新型制作工艺等方面进行了研究,提出研制高弹性的柔性电子皮肤压力触觉传感器新方法. 采用新型银纳米线（AgNWs）/聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合材料,基于半圆与圆形相结合的高柔弹性导电薄膜电极层及阵列式“多孔PDMS”的新型“三明治”式传感器阵列结构,极大地提高了触觉传感器的柔弹性,用模具固化成型工艺制作了高柔弹性电子皮肤压力触觉传感器. 结果表明:这种电子皮肤压力触觉传感器具有良好的柔弹性,其弹性拉伸率超越人类皮肤的弹性,达到了30%,可覆盖于机器人等复杂三维载体表面；在不同载荷条件下进行了压力大小及分布情况的测量,发现在自然及拉伸状态下,该电子皮肤压力触觉传感器均具有较高的线性度、灵敏度及较小的迟滞误差. 研究结果为机器人触觉感知技术和智能化发展奠定了基础.     

微圆顶阵列结构柔性触觉传感器设计与应用研究

以质量分数3%和2%的炭黑/碳纳米管填充硅橡胶为力敏复合导电材料,提出了一种微圆顶阵列结构的柔性触觉传感器。阐述了微圆顶阵列结构触觉传感器的结构特点、制备流程及微观表征,并结合ANSYS有限元分析软件分析其触觉感知机理。研究该微圆顶阵列结构柔性触觉传感单元的力敏特性,并将其应用于足底压力分布感知。测试结果表明,该微圆顶阵列结构柔性触觉传感器具备良好的力敏特性和穿戴舒适性,为柔性可穿戴触觉传感器提供了一种设计方案。     

OPCM阵列传感器及其在工程结构NDT中的应用

阵列换能器是在超声相控阵检测中实现电-声转换的传感器件,是影响无损检测(NDT)成像质量的关键因素。传统的超声相控阵换能器中存在力电参数不合理导致的结构不可设计性、驱动电压高等不足。为提高成像分辨率,设计了OPCM驱动/传感器相控阵列,并应用于铝板损伤检测。结果表明:OPCM驱动/传感器使相控阵超声损伤检测的成像分辨率优于常规的普通压电陶瓷阵列结果,研究拓展了复杂工程结构的无损检测技术(NDT)。     

基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖传感器的研究进展

综述了对葡萄糖具有良好的催化效应且被广泛用于葡萄糖传感器研发当中的葡萄糖氧化酶(GOx)在葡萄糖传感器酶电极中的固定化方法,并分析其对葡萄糖传感器性能的影响;根据连续监测形式将葡萄糖传感器划分成微创式、植入式和无创式,归纳总结了采用不同监测形式的葡萄糖传感器的最新研究进展;最后,对基于GOx的葡萄糖传感器在柔性可穿戴领...     

激光和压电传感器密集型矩形阵列成像质量的比较分析

为了能够提高分辨率和信噪比,抑制旁瓣和栅瓣,提出了一种基于阵列数据相位差的成像方法.将压电传感器阵列和激光阵列分别与幅值成像和符号相干因子成像相结合对铝板中缺陷进行检测研究.采用连续小波变换对宽频带、低时域分辨率的激光Lamb波信号进行处理,得到特定频率下具有高时域分辨率的窄带信号.最后,结合幅值成像技术和符号相干因子成像技术对特定频率提取后的信号进行处理,实现铝板中缺陷的成像和定位.压电传感器阵列成像结果和激光阵列成像结果对比表明:充分利用激光阵列非接触、点聚焦的优点,能够有效地减少赝像,使得缺陷定位更加准确.     

美国斯坦福大学研制出新型可拉伸塑料电极

正美国斯坦福大学的研究人员开发出一种导电性和拉伸性俱佳的高分子材料,可用于制作可拉伸塑料电极,用于可穿戴电子器件中。据悉,现有的刚性电极等电子器件在应用于测量中枢神经电流、心脏电流时,可能会损坏神经或心脏组织。为了研制柔性电极,研究人员选取了一种导电性能好且具有生物相容性的塑料,以使电极可以安全地与人体接触。但能够导电的塑料一般容易碎裂,不适合用于可     

基于碳纳米管修饰的导电棉线制备及电特性研究

针对头皮脑电信号采集中遇到的电极柔性问题,基于导电型碳纳米管溶液修饰方法,提出了一种“边分散边修饰”的导电棉线制备技术,并构建了电特性测试实验装置,采用改进的四探针法对修饰后的导电棉线进行了电特性测量。通过设计完成单因素独立实验,分别研究了碳纳米管溶液浓度、修饰时间和修饰次数3大因素对棉线电特性的影响程度,并从可穿戴传感器应用角度研究了棉线电阻与受力及温度的关系。研究结果表明,采用本文提出的实验方法对天然棉线进行导电性修饰,可得到阻值（～103Ω）远小于非入侵式干电极与头皮角质层接触电阻（～107Ω）的柔性非金属导电材料,有望成为构建柔性非入侵干式头皮脑电采集电极及可穿戴传感器的新型应用材料之一。     

分级倾斜微圆柱结构的高灵敏度柔性触觉传感器

为了满足电容式柔性触觉传感器在可穿戴电子设备、智能机器人、人机交互等领域的精准触觉感知应用需求,基于分级倾斜微圆柱结构提出柔性触觉传感器．传感器在受到外界压强作用时,引起倾斜微圆柱分级变形,导致传感器电容增大．结合仿真和实验研究传感器结构特征对其灵敏度的影响规律,揭示不同结构参数设计的传感器信号输出与加载压强间的关系,优化触觉传感器结构．实验数据表明,所提传感器具有良好的灵敏度(0.44 kPa^?1)和低检测下限(2.6 Pa),响应时间为40 ms,最大迟滞误差为6.7%,在2 400次循环加/卸载过程中展现了优异的重复性和稳定性．该传感器可以拓展为不同尺寸和形状的“皮肤”阵列,实现了机械手精准感知和人体运动姿态监测．     

电子皮肤触觉传感器研究进展与发展趋势

从介绍人类皮肤的触觉感知性能出发,全面综述了国际上多学科领域模拟人类皮肤的电子皮肤触觉传感器研究进展与关键技术;分析讨论了电子皮肤触觉传感器的工作原理、新型材料和结构、先进设计制作方法、触觉传感特性和性能指标等方面内容;重点总结了国内外近年来在电子皮肤阵列触觉传感器柔性化、弹性化、空间分辨率、灵敏度、快速响应、透明化、轻量化和多功能化等方面的研究进展.指出了电子皮肤触觉传感器的研究依然存在着难以兼顾高柔性和高弹性、高灵敏度电子皮肤设计制作工艺复杂,可扩展性差和成本高等技术难题.电子皮肤触觉传感器可广泛应用于机器人、医疗健康、航空航天、军事、智能制造和汽车安全等领域,正朝着高柔弹性、宽量程的高灵敏度、多功能、自愈合与自清洁、自供电与透明化等方向发展.     

圆容栅角位移传感器设计

介绍了一种用发射电极和标尺电极来设计圆容栅角位移传感器的方法.通过分析电容传感器测量角位移的原理,将输出电压信号转换成脉冲信号,每一个脉冲信号代表一个确定的角位移,在一个固定角度内输出的脉冲数越多表示传感器的分辨率越高.在动栅盘上粘贴一些发射电极,在定栅盘上粘贴一些标尺电极.为了确保不在同一时间输出多个脉冲,发射电极和标尺电极的安装数目必须互质.同时为了保证脉冲间隔是均等的,还需要更多地考虑发射电极和标尺电极的安装数目,提供了一种设计圆容栅的新方法,有效地提高了角位移传感器的精度和分辨率.     

钢绳芯输送带接头断裂监测方法研究

论述了用霍尔传感器通过测量接头拉伸量来进行钢绳芯输送带接头损伤和断裂状况监测的原理以及用于测量诊断的数学模型，并研制成功包括霍尔传感器与变送器、以及Ｚ－８０上开发的故障诊断软件在内的一套监测系统，该系统可用于皮带损坏、断裂信号的拾取、贮存、处理、诊断和预报等。实验和模拟运行结果表明：本文所述的用于钢绳芯皮带横向断裂监测的方法是可行的。     

基于大面积TFT和PVDF薄膜的表面形貌无损探测技术

针对物体表面形貌无损探测,提出了一种基于大面积薄膜晶体管(TFT)和聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的表面形貌探测方法,具有大面积、可覆形、便携化和高精度的特点。该方法利用电容传感器原理,将已广泛应用于半导体显示领域的TFT阵列与传感器相结合,可精确定位物体表面微米级缺陷,测量分辨率达到50 μm,实现了对物体表面形貌的精准无损探测。     

电容层析成像三维传感器结构设计及图像重建

针对二维电容层析成像系统轴向分辨率低,敏感场分布的均匀性对图像重建的影响,在分析电容层析成像基本原理的基础上,提出了一种新型的三维电容层析成像传感器结构.该结构以三层4电极结构为基础,在保持原有电极总面积不变情况下,将每个电极一分为二变成三层8电极传感器,利用多电极组合激励测量模式将每层划分为8个组合,每个组合作为一个电极,这样不仅能增加投影数据,还能提高测量精度.仿真实验结果表明,与三层4电极结构相比,三层8电极能够获得更多的独立测量电容数,又能提高测量精确度,敏感场分布的均匀性得到改善,提高传感器的中心部位图像重建的质量.     

高阶声场传感器阵列超分辨方位估计方法研究

为了提高水声阵列在尺度受限情况下的方位估计性能,本文提出利用高阶声场传感器组成新型阵列的思路。高阶声场传感器基于相位模态理论,通过圆环孔径上多个声压传感器的接收信号提取高阶信息,从而以更简单易实现的物理结构获得与矢量传感器相似的多维信号结构,在此基础上构建高阶声场传感器阵列的信号模型,利用MUSIC方法进行超分辨方位估计性能的仿真分析,发现高阶声场传感器阵列能够获得比相同条件下矢量传感器阵列更好的方位估计精度和分辨能力。     

柔性可穿戴无线音乐控制器的设计与实现

利用柔性传感器和微控制单元,设计并实现了可集成于服装进行跨平台音乐控制的无线控制器,为制备结构简单、成本低廉的柔性可穿戴传感系统提供了新的思路.基于柔性织物传感材料,提出了一种结构简单的传感器件作为控制器的按键,具有良好的穿戴舒适性.传感器件能够感知15kPa以内的手指按压动作.使用ESP32作为微控制单元,用于传感信...     

一种高分辨率柔性阵列触觉传感器

设计并研制了一种机器人用高分辨率柔性阵列触学传感器。传感器各向异性压阻材料ＣＳＡ作敏感材料,触觉扫描采样电路为一种新型的行扫描电路,提高了传器频响。并对触 觉图像的处理作了简单的论述,最后给出了传感器性能测试结构和结论。