常用新型柔性传感器的研究进展

介绍了常用柔性传感器的特点和分类,对其常用的基底与薄膜材料做了详细介绍.阐述了新型柔性气体、压力、湿度传感器的结构、工艺与性能,介绍了其适用环境和测量范围.将常用普通传感器与柔性传感器的基本特点进行了对比分析.指出了常用柔性传感器发展中的主要制约因素,并对未来研究方向提出了展望.     

基于柔性电极结构的薄膜电容微压力传感器

基于柔性电极结构,本文设计、制作了薄膜电容微压力传感器,在阐述传感器工作原理的基础上,提出了两种设计思路,即基于柔性纳米薄膜的电容式微压力传感器和具有微结构的柔性电极薄膜电容式微压力传感器,并结合传感器的结构和柔性材料的加工特性,进一步提出了相应的力敏特性材料结构优化思路和加工流程,利用该流程得到了一种结构轻薄、工艺简单、高灵敏度的微压力传感器。经测试,本文制作的压力传感器的灵敏度能够达到218 fF/mmHg,在智能穿戴和可植入压力检测等领域显示出较好的应用前景。     

基于Matlab的接触压力分布测量系统的设计

介绍了一种基于柔性触觉传感器的接触压力分布采集系统和利用Matlab进行系统设计的方法,采集分析系统由柔性触觉传感器阵列、信号处理采集电路和分析软件三部分构成.重点介绍了分析软件对多路传感器数据信号的实时采集、显示、存储,并实现常规文件处理、分布图像绘制等功能的设计.结果表明:系统具有较好的稳定性和分辨率,能够方便地实...     

基于CNTs/PDMS介电层的柔性压力传感特性研究

提出一种基于MEMS工艺的柔性压力传感器制备方法.采用MEMS工艺制备柔性压力传感器模板,结合纳米压印技术、射频磁控溅射技术和PDMS软光刻工艺在PDMS柔性基底上制备了具有"V"型阵列微结构的Ag薄膜平行板电极,基于碳纳米管(CNTs)/PDMS聚合物的压电容特性,制备出电容式柔性压力传感器.针对不同尺寸的压力传感器进行对比测试,本文制作的压力传感器的灵敏度能够达到3.98% kPa-1,具有良好的重复性,在智能穿戴和电子皮肤等方面有着广阔的应用前景.     

基于导电纤维的柔性传感器研究进展

柔性传感器优良的柔韧性使其能够最大限度地实现与服装的无缝整合,在智能纺织品领域具有很高的应用价值.基于导电纤维优良的导电性和柔韧性,其已成为制备柔性传感器的重要材料之一.主要介绍了导电纤维的种类和基于导电纤维的不同柔性传感器的传感原理,分析了其在人体运动、生命体征监测及人机交互等领域的应用优势,介绍了近几年国内外基于导...     

柔性温度传感器研究进展

通过对比国内外研究状况,对现阶段常用的柔性基底作了简单介绍,并从制作材料及结构、传感器与柔性衬底材料的结合方式、应用现状等方面介绍了柔性温度传感器,并对柔性温度传感器今后的发展趋势进行了展望.     

柔性传感器研究现状与进展

近年来,由于柔性传感器可以拉伸、压缩、弯曲,以及能够无隙贴覆在非平整被测物表面的特点,使其在穿戴电子、智能机器人、健康检测、仿生电子皮肤、人机交互等领域具有非常好的应用前景.文章综述了近几年国内外在柔性传感器研制中的技术性突破,特别是基底敏感材料和敏感结构的优化升级,并重点阐述了基于碳纳米管(CNTs)和还原氧化石墨烯(rGO)的柔性传感器,包括传统的接触式和新兴的非接触式柔性传感器,然后简略介绍了对柔性传感器的制备过程和应用场景,最后针对应用需求并结合已有研发成果的优缺点展望了该领域未来研究方向.     

基于柔性测试式技术的倾角传感器自动测试式平台设计

针对传统的倾角传感器性能测试效率低、精度差,自动化程度低和容易受人为因素干扰等问题,设计了一套基于柔性测试技术倾角传感器测试平台,给出了测试系统的总体设计思想以及软硬件的设计.该测试平台借用柔性技术理念,以双轴转台为平台,配置集成化的多种数据通信接口模块,配合程控电源等集成模块构成硬件系统,通过VC6.0++设计的上位机软件,具有控制转台转动、配置电源电压、读写传感器数据、分析并保存数据等功能.整个系统的具有良好的灵活性、扩展性、实时性和通用性且整个测试过程操作方便,能够对多种型号的倾角传感器进行标定和检测,实现了测试自动化.     

石墨烯柔性压力/应变传感器的研究进展

柔性压力/应变传感器可以贴附在物体表面,测量其表面压力或应变,可用于人体脉搏检测、表情识别和运动监测等,在健康监护、医疗诊断等方面有广阔的发展空间.石墨烯柔性压力/应变传感器比普通压力/应变传感器性能更为优异,其测量范围宽、灵敏度高且尺寸仅为纳米级.综述了石墨烯压力/应变传感器在近几年来的研究进展及应用情况,重点讨论了基于石墨烯材料的电容法、激光诱导法、3D海绵法、纸基法、水凝胶法的压力/应变传感器的制备方法及性能差异.最后简要指明石墨烯柔性压力/应变传感器未来的研究方向.     

基于遥测技术的新型传感器柔性结构振动优化控制方法

为了提高新型传感器柔性结构振动抑制能力,提出基于遥测技术的新型传感器柔性结构振动优化控制方法。在速度坐标系、体坐标系下构建新型传感器柔性结构的振动动力学模型,采用卡尔曼滤波方法实现对新型传感器柔性结构振动参数的融合调节和小扰动抑制。采用气弹模态参数识别方法,进行新型传感器柔性结构的振动模态参数识别,提取新型传感器柔性结构振动特征量,采用遥测技术进行新型传感器柔性结构振动惯性参数识别,结合状态反馈调节方法进行稳定性控制,实现新型传感器柔性结构振动优化控制。仿真结果表明,采用该方法进行新型传感器柔性结构振动优化控制的自适应性较好,具有很好的振动抑制和控制能力。     

一种新型机器人三维力柔性触觉传感器的设计

基于柔性力敏导电橡胶材料,设计了一种能测量三维力的新型机器人柔性触觉传感器。研究了力敏导电橡胶材料的压阻效应,阐述了触觉传感器的设计思想,分别进行了触觉传感器单元设计和阵列结构设计和研究。获得了计算三维力的数学模型,并通过实验进行了三维力的验证。结果表明,设计的机器人三维力柔性触觉传感器具有设计简单,造价低廉,柔顺性好等优点,而且布置成阵列结构可用于医疗、体育、机器人等领域中检测三维力信息。     

基于LCP衬底的柔性湿度传感器研究

介绍了一种新型柔性电容式湿度传感器.该柔性电容式湿度传感器采用液晶高分子聚合物(LCP)作为衬底,金属铜(Cu)作为叉指电极,聚酰亚胺(PI)作为湿度传感器的湿敏介质.LCP衬底的应用使得该传感器具有良好的柔性和可弯曲性.该柔性湿度传感器与传统硅基湿度传感器相比较具有成本低廉、结构简单、制作方便等优点.该柔性湿度传感器在25℃下的平均灵敏度为0.04%pF/%RH,最大回滞为±4.16%RH,其平均灵敏度在25℃~70℃范围内受温度影响较小.在25℃下其响应时间和恢复时间分别为36 s和39 s.该柔性湿度传感器可以应用于环境湿度检测、人工电子皮肤系统和可穿戴设备等领域.     

柔性涡流阵列传感器的磁场计算分析

设计了一种由6个阵列单元（螺旋线圈）所组成的柔性涡流阵列传感器,基于电磁场理论建立柔性涡流阵列单元的电磁场模型,推导出柔性阵列单元线圈径向和轴向的磁场强度计算公式,仿真分析阵列单元线圈磁场强度与电流、线圈间隙、内外径等参数的关系,对柔性涡流阵列传感器的发展具有一定参考价值。     

基于柔性微电极的高灵敏度MEMS电化学地震检波器

为了进一步降低微机电系统(MEMS)电化学地震检波器敏感电极的加工成本,提升传感器的灵敏度,推动其在地球物理勘探等领域的发展,提出了一种基于柔性微电极结构的新型MEMS电化学地震检波器.与基于硅衬底制作敏感电极相比,敏感电极的制作方法可以通过有效减小电极间距,大幅度提升传感器的灵敏度,大幅降低工艺成本.介绍了柔性微电极的加工工艺流程,并对传感器的性能进行了测试.结果表明:提出的地震检波器较基于硅衬底微电极器件灵敏度提高了一个数量级.     

SnO2/MWCNTs/PVP电阻式柔性湿度传感器的制备及其性能研究

柔性湿度传感器在可穿戴式健康监测中发挥重要作用,合理选择柔性传感器的材料和工艺是制备柔性传感器的关键。为实现柔性基底的高性能湿度传感器,通过静电纺丝工艺在带有柔性电极的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的衬底上制备出SnO₂(二氧化锡)/CNT(MWCNTs多壁碳纳米管)/PVP(聚乙烯吡咯烷酮)湿度传感器和CNT/PVP湿度传感器。通过自主设计湿度生成和测试装置,对两种传感器的灵敏度、响应时间等参数进行测试。实验结果表明,两种湿度传感器输出阻值与相对湿度之间呈线性关系,SnO₂/CNT/PVP传感器的灵敏度是CNT/PVP传感器的3.3倍,说明掺杂SnO₂能显著提高SnO₂/CNT/PVP湿度传感器的灵敏度特性。     

用于MEMS传感器批量制造的微装配系统

手工操作限制了MEMS传感器的批量生产.为了降低生产成本,同时提高传感器的产品质量,研制了柔性自动阳极键合系统.该系统包括一系列功能模块,包括精密定位系统、显微视觉子系统、柔性微操作手、加热系统、键合夹具、物流系统以及其它的附属系统.通过模块重构和调整,可实现不同尺寸规格传感器的键合.基于显微视觉以及微装配系统的特性,提出了基于小波变换的自动调焦清晰度评价函数,同时提出了基于改进史密斯预估器的用于克服视觉延迟的伺服控制结构.集成一维微力传感器的微操作手可实现高精度和无损操作.为了实现自动化操作,开发了包括任务规划和实时控制功能的控制系统.试验验证了该系统的自动键合功能.     

基于双层平面螺旋电感的无线柔性压力传感器结构设计

新型柔性传感器在电子皮肤、智能纺织、柔性机器人等领域得到了广泛的研究。目前多数传感器需要连接刚性的采集电路,这限制了设备柔软性、舒适性和轻盈度的提升。提出了一种基于双层平面螺旋电感的柔性无线无源压力传感器。该传感包含三层柔性层:双层平面螺旋电感(天线层)、高磁导率铁氧体膜和弹性织物层。其中,双层平面螺旋电感层包括两个旋转方向相反的平面线圈,形成具有大电感量、大电容量的LC谐振器。外界压力载荷改变传感器的谐振频率,进而被外界接收线圈无线检测。通过研究四种双层螺旋电感天线层的结构设计,传感器的灵敏度最大可达到0.11 MHz/k Pa,检测距离达到18 mm。这种基于双层平面螺旋电感的柔性无线无源压力传感器打破了有线电气连接的限制,可在下一代医疗系统、智能机器人等领域中发挥巨大的应用潜能。     

基于构件的柔性软件开发方法研究

随着柔性软件的广泛应用,柔性软件开发也逐渐成为软件工程领域的重要研究方向之一.笔者对国内外相关的软件开发技术进行了研究,运用一些最新学术和应用成果,提出了基于构件的柔性软件开发方法.探讨了构件与软件柔性的关系,并给出了基于构件的柔性软件的开发步骤.并对在开发过程中可能出现的问题给出了相应的解决方案.为柔性软件的开发提供了新的方法,并结合构件技术和框架技术从理论上验证了该方法的可行性.     

用于智能纺织品的柔性传感器研究进展

传感器是智能纺织品实现智能化的核心部分,其中柔性传感器发挥着极为重要的作用。以传感器的工作原理为分类依据,分别从测量原理、制作材料及结构、传感器与纺织材料的结合方式、应用现状各方面介绍了五类常用于智能纺织品的柔性传感器,并分析了各自存在的缺点,对未来柔性传感器的发展方向进行了展望。     

智能柔性温度压力传感器在电力系统中的应用研究

本文通过分析现阶段电力设备监测手段存在的问题,提出将采用先进纳米印制技术制备的智能柔性传感器应用于电力物联网中,在介绍智能柔性传感器原理及材料配方、制备工艺的基础上,对柔性传感器在电力系统的适用场景进行分析,并给出了典型场景的应用方案,提出了柔性传感器在应用过程中的固定封装和高压绝缘方案,为电力设备的测温测压技术提供了一种较好的解决方案。