一種柔性拉敏電阻傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種柔性拉敏電阻傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]英國物理學(xué)家開爾文發(fā)現(xiàn)金屬在承受壓力(拉力或扭力)后產(chǎn)生機(jī)械形變的同時，由于受材料尺寸(長度、截面積)改變的影響，電阻值也發(fā)生了特征性變異，即應(yīng)變電阻效應(yīng)。人們便從電阻值的變化獲得材料受力的特征和量值，分別開發(fā)出壓力敏感型和拉力敏感型的電阻應(yīng)變傳感器。目前廣泛應(yīng)用的拉力敏感型電阻應(yīng)變式傳感器，簡稱拉敏電阻傳感器、拉敏傳感器或拉力傳感器，主要有金屬應(yīng)變電阻式、半導(dǎo)體應(yīng)變電阻式、合金應(yīng)變電阻式等。但是由于傳感材料本身彈性模量的限制，這些應(yīng)變型電阻傳感元件存在以下缺點(diǎn):一是缺乏柔性和彈性、不能彎曲，因而在需要彎曲、拉伸等復(fù)雜形變的領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制；二是力學(xué)量變化幅度較小，因而不能用于形變量較大的領(lǐng)域；三是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。在生物力學(xué)檢測、康復(fù)醫(yī)療、智能機(jī)器人、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的復(fù)雜結(jié)構(gòu)力學(xué)測量過程中，要求傳感器不但要具備良好的應(yīng)力-電阻特性，而且要求有優(yōu)秀的柔韌力學(xué)性能。因此，在這些領(lǐng)域中金屬式或半導(dǎo)體式電阻應(yīng)變傳感器的應(yīng)用就受到了自身彈性模量的限制。因此，需要尋找新的柔韌性優(yōu)良的應(yīng)變型傳感器以滿足新的領(lǐng)域?qū)鞲衅魅犴g性的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種柔性拉敏電阻傳感器，具有良好的柔性和彈性，結(jié)構(gòu)簡單，力學(xué)量的變化幅度大。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種柔性拉敏電阻傳感器，所述柔性拉敏電阻傳感器包括作為傳感器敏感單元的傳感器基體及制作在傳感器基體兩個端部的金屬電極。所述拉敏傳感器在拉力作用下能夠產(chǎn)生電阻的變化，而通過檢測傳感器電阻值，或者將電阻信號轉(zhuǎn)化成電壓、電流或電容信號，可以作為力學(xué)傳感器，在生物力學(xué)、康復(fù)醫(yī)療、智能穿戴以及人工智能等領(lǐng)域進(jìn)行力的測量。
[0005]進(jìn)一步地，所述傳感器基體的形狀為長方體，長度方向與寬度方向的尺寸比例大于1，便于拉伸和收縮，兩端便于固定。
[0006]進(jìn)一步地，所述傳感器基體的形狀為圓柱體，便于拉伸和收縮，兩端便于固定。
[0007]進(jìn)一步地，所述傳感器基體為導(dǎo)電橡膠。
[0008]進(jìn)一步地，所述金屬電極貼附于傳感器基體兩端的表面，或者包覆在傳感器基體兩端。
[0009]進(jìn)一步地，貼附在傳感器基體兩端表面的金屬電極，為膜結(jié)構(gòu)、箔結(jié)構(gòu)或片狀結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，包覆在傳感器基體兩端的金屬電極選自圓管狀或者非規(guī)則形狀的異型金屬構(gòu)件。
[0011]有益效果:本實(shí)用新型以一種受到拉力后能夠產(chǎn)生較大形變和電阻變化的導(dǎo)電橡膠作為傳感器敏感單元，制備了一種能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜形變的柔性拉敏電阻傳感器，而且該傳感器具有良好的柔韌性和彈性，能夠緊貼物體表面設(shè)置，具有較大的拉伸型變量，而且結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，在生物力學(xué)檢測、康復(fù)醫(yī)療、人工智能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0012]圖1是傳感器基體的立體圖；
[0013]圖2是傳感器基體的立體圖；
[0014]圖3是柔性拉敏電阻傳感器的側(cè)視圖；
[0015]圖4至6是柔性拉敏電阻傳感器的平面圖；
[0016]圖7是柔性拉敏電阻傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中標(biāo)記:10_傳感器基體；11-金屬電極；12_引出導(dǎo)線。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0019]圖1是傳感器基體10的立體圖，圖1中，傳感器基體10為長方體，傳感器基體10的上表面和下表面較寬，兩個側(cè)面較窄，傳感器基體10的長度方向與寬度方向的尺寸比例為5。
[0020]圖2是傳感器基體10的立體圖，圖2中，傳感器基體10為圓柱體，傳感器基體10的上表面和下表面較寬，兩個側(cè)面較窄，傳感器基體10的長度方向與寬度方向的尺寸比例為5。
[0021]優(yōu)選地，傳感器基體10的長度方向與寬度方向的尺寸比例為8。
[0022]優(yōu)選地，傳感器基體10的長度方向與寬度方向的尺寸比例為13。
[0023]圖3是柔性拉敏電阻傳感器的側(cè)視圖，圖3中，傳感器基體10兩端都貼有金屬電極11，所述金屬電極11貼在傳感器基體10 —側(cè)的表面。
[0024]圖4是柔性拉敏電阻傳感器的側(cè)視圖，圖4中，傳感器基體10兩端都貼有金屬電極11，每一端的金屬電極11都貼在傳感器基體10其中兩側(cè)的表面。
[0025]優(yōu)選地，所述金屬電極11為膜結(jié)構(gòu)。
[0026]優(yōu)選地，所述金屬電極11為箔結(jié)構(gòu)。
[0027]優(yōu)選地，所述金屬電極11為片狀結(jié)構(gòu)。
[0028]結(jié)合圖5，傳感器基體10兩端都貼有金屬電極11，金屬電極11上連接有引出導(dǎo)線12，所述引出導(dǎo)線12的方向與傳感器基體10的方向相同。
[0029]結(jié)合圖6，傳感器基體10兩端都貼有金屬電極11，金屬電極11上連接有引出導(dǎo)線12，所述引出導(dǎo)線12的方向與傳感器基體10的方向垂直。
[0030]結(jié)合圖7，傳感器基體10兩端都包覆有金屬電極11，金屬電極11為圓管狀。
[0031]金屬電極11還可以是非規(guī)則形狀的異型金屬構(gòu)件。
[0032]本實(shí)用新型公開的拉敏電阻傳感器具有良好的柔韌性和彈性，能夠緊貼物體表面設(shè)置，具有較大的拉伸型變量和拉敏效應(yīng)，而且結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，在生物力學(xué)檢測、康復(fù)醫(yī)療、人工智能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0033]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述柔性拉敏電阻傳感器包括作為傳感器敏感單元的傳感器基體及制作在傳感器基體兩端的金屬電極。2.如權(quán)利要求1所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述傳感器基體為長方體。3.如權(quán)利要求1所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述傳感器基體為圓柱體。4.如權(quán)利要求2所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述傳感器基體的長度方向與寬度方向的尺寸比例大于1。5.如權(quán)利要求3或4所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述金屬電極貼附于傳感器基體兩端的表面，或者包覆在傳感器基體兩端。6.如權(quán)利要求5所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:貼附在傳感器基體兩端表面的金屬電極，為膜結(jié)構(gòu)、箔結(jié)構(gòu)或片狀結(jié)構(gòu)。7.如權(quán)利要求5所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:包覆在傳感器基體兩端的金屬電極選自圓管狀或者非規(guī)則形狀的異型金屬構(gòu)件。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種柔性拉敏電阻傳感器，所述柔性拉敏電阻傳感器包括作為傳感器敏感單元的傳感器基體及制作在傳感器基體兩端的金屬電極。本實(shí)用新型的柔性拉敏電阻傳感器在受到拉力后能夠產(chǎn)生較大拉伸形變和電阻值變化，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜形變，具有良好的柔性和彈性，在生物力學(xué)檢測、康復(fù)醫(yī)療、智能穿戴、智能機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】G01L1/22
【公開號】CN205037997
【申請?zhí)枴緾N201520723739
【發(fā)明人】李大軍, 李楊, 徐行濤
【申請人】深圳市慧瑞電子材料有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月18日