基于PDMS的柔性压阻式传感器的研究进展

近年来,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为主体材料的柔性压阻式传感器的发展十分迅速,在人体运动及健康监测、电子皮肤、智能机器人等领域中具有广阔的应用前景。本文首先介绍了柔性压阻式传感器的传感机理及主要性能指标,然后重点综述了基于PDMS的柔性压阻式传感器的研究进展,特别是在PDMS与不同导电填料结合制备传感器以及微结构构建两个方面进行了详细阐述,最后指出了当前该领域存在的一些问题,并对其发展方向进行了展望。

基于音效增强的压阻式传感器信号调理电路设计研究

压阻式传感器是一种高灵敏传感器,已广泛应用于很多领域。基于此,提出一种基于音效增强技术的压阻式传感器信号调理电路设计方法,系统研究音效增强技术在信号调理中的应用,并通过实验验证了设计的有效性。该方法为传感器信号处理提供一种新的解决方案,有效提高了数据的准确性和系统的可靠性。

三维非织造材料基压阻式传感器的制备与性能

以聚乙酸乙烯酯(PVAc)为分散剂和黏合剂,将碳纳米管(CNT)均匀地分散在乙酸乙酯溶剂中,制得CNT分散液,同时对三维气流成网非织造材料(NW)进行处理,制得三维非织造材料基压阻式传感器(NW-PVAc-CNT);对NW-PVAc-CNT压阻式传感器的传感性能、透气性能以及潜在应用进行探讨。研究表明:该传感器在0~100 kPa工作范围内的灵敏度为1.07714,电流-电压曲线呈线性关系,并且在不同水平外力压缩-释放下的电流响应都具有良好的重复性,在200次的压缩-释放循环中的稳定性良好;NW-PVAc-CNT孔隙率为97.40%,透气率高达2970 mm/s;该传感器对手指按压、手指和手腕弯曲活动均能够响应,并可监测人体活动,在智能服装方面具有良好的应用价值。

硅压阻式传感器性能影响因素的研究

对影响硅压阻式传感器性能的诸因素进行分析，并对圆形力敏器件的灵敏度进行了剖析，给出了部分实验数据与理论分析。

基于最小二乘支持向量机的硅压阻式传感器温度补偿

针对硅压阻式传感器灵敏度和零点温度漂移大、硬件补偿电路效果不佳的问题,提出最小二乘支持向量机方法对其温度漂移进行补偿。首先分析了经硬件补偿后的硅压阻式传感器的温度漂移特性,在整个检测范围内选取均匀分布的温度、压力数据作为模型输入,经预处理后对输出数值进行训练,并运用网格搜索法和交叉确认法优化模型的惩罚因子和正则化参数,建立了传感器温度补偿模型。实验结果表明,基于最小二乘支持向量机的温度补偿算法在0-100℃温度范围内把传感器输出综合精度从3.2%FS提高到0.25%FS,进一步提高了传感器的精度和温度使用范围,具有较高的实用价值。

一种低功耗MEMS压阻式传感器的动态测试系统

为了准确分析侵彻过载信号,提出了一种低功耗、高过载的动态测试系统,该系统可以承受2×10~5g过载信号,为了实现采样率高、低功耗、抗冲击的特点,系统采用硅晶振作为主振荡器,并选用低功耗CMOS芯片,当系统开始工作时,处理器进入深度休眠模式,当进入发射模式时开始对外围电路供电.当弹体发射信号时,采用滞回触发电路来触发启动采集系统开始采集.实验证明,采用此方案,延长了弹体生存周期,并能够精确采集到空气炮的过载信号.

压阻式传感器的应变与温度交叉灵敏度分析

运用二元函数的泰勒展开式在给出压阻式传感器的应变和温度灵敏度的同时,也给出了应变与温度交叉灵敏度大小的公式,阐明了其物理意义,并结合实际测量数据估计了交叉灵敏度,对于实际使用传感器并进行补偿具有一定的指导意义。

宽温度压阻式传感器的热灵敏度漂移补偿

介绍了压阻式传感器的灵敏度温度补偿原理 ,给出了一种在宽温度范围内采用了分段补偿方式进行灵敏度温度补偿的方法 ,实现了宽温度范围内较高的补偿准确度。这里介绍的方案是通过数 -模组合硬件电路实现分段补偿 ,具体方案是基于目前国内外OEM硅压力传感器厂商采用的固定电阻器并联补偿法。技术途径是设计一组温控开关电路来控制并联电阻器是否接入 ,温度信号来源于恒流源供电下的传感器桥压信号。此方法硬件电路及补偿计算均较简单 ,适用于较宽的温度环境 ,性能价格比合理。同时便于扩展为多段补偿以实现高补偿准确度 ,并且传感器在快速温变环境下工作时温度跟踪误差小。

静压桩贯入试验硅压阻式传感器的研制及应用

根据静压桩贯入过程中桩端阻力、桩土界面土压力和孔隙水压力测试对传感器的要求,介绍了硅压阻式压力传感器的压阻效应和工作原理。针对尝试采用的模型桩硅压阻式传感器安装工艺,研制了两种出现方式的传感器,并对贯入过程中桩端阻力、桩土界面土压力和孔隙水压力进行了测试。试验结果表明,硅压阻式压力传感器成活率高达100%,模型桩硅压阻式传感器安装工艺可行,测试结果准确、可靠。硅压阻式传感器可以应用到静压桩贯入模型试验中。

压阻式传感器热灵敏度漂移的变压源补偿

介绍了一种压阻式传感器灵敏度温度补偿的基本原理 ,并以加速度传感器为例 ,详细阐述了一种实用的变压源补偿电路。文章分析了整个温控电压源电路的温度特性 。

纳机电探针阵列与压阻式传感器集成技术研究

给出了纳机电探针阵列与压阻式传感器集成一维阵列器件结构及工作原理;通过理论计算得到该结构的一些主要的特性参数,计算结果与ANSYS模拟结果相符合;并运用微纳机械加工技术制造出该器件。该器件将加热电阻器、压阻式传感器和硅基针尖集成于在同一超薄微细悬臂梁,通过楔形开孔的机械切断,避免了加热电阻器高温处的PN结在高温下失去电隔离作用。室温下测得该器件加热电阻器的阻值为500～600Ω,压阻式传感器的力敏电阻器的阻值为6～8kΩ。

硅压阻式传感器性能影响因素的研究

本文对影响硅压阻式传感器性能的诸因素进行分析，并对圆形力敏器件的灵敏度进行了剖析，给出了部分实验数据与理论分析符合较好。

一种压阻式传感器温度漂移自动补偿试验系统

对压阻式传感器的温度补偿问题 ,介绍了一种由单片机控制的数据采集卡与PC构成的压阻式传感器批量测量及温度系数和补偿电阻自动计算系统。具体介绍系统的构成、硬件构造和软件计算原理。

检测棉条用压阻式传感器

提出了适用于纺织机械中的并条机、梳棉机等前纺设备的棉条在线检测及纺织质量检测的一种压阻式传感器。给出了传感器的结构模型和实测数据。在棉条质量检测上 ,具有精度高、线形度好。

厚膜压阻式传感器用钌系电阻器导电性能研究

探讨了厚膜压阻式传感器用钌系电阻器的灵敏特性和提高钌酸盐厚膜力敏电阻器灵敏系数S的方法。实验证明:钌酸盐厚膜电阻器的灵敏系数与电阻材料的物化特性、工艺条件密切相关。通过对RuO2脱水温度、合成B i2Ru2O7固相反应温度和时间控制,并进行导电相与玻璃相粒径大小的有效搭配以及纳米掺杂改性,提高厚膜力敏电阻器的灵敏系数,其值可以达到17左右,达到国际先进水平。

硅压阻式传感器在静压桩贯入试验中的应用

针对静压桩贯入模型试验,基于多晶硅材料的扩散硅膜片制成的硅压阻式传感器,用于静压模型桩贯入过程桩端阻力数据实时采集。试验结果表明,该种传感器适用于静压桩贯入过程的监测,传感器表面需与桩端端部齐平,桩身表面开槽封装传感器导线可以避免贯入时损坏导线。通过分析贯入过程压桩力、桩端阻力和桩侧摩阻力,发现压桩力随模型桩入土深度的增加并没有呈现较明显的线性增大;贯入阻力主要是由桩端阻力产生,桩侧摩阻力较小;贯入试验中静压桩存在桩端残余应力,桩端残余应力与桩端阻力变化曲线相近。该结论为桩基础设计提供了有利参考。

扩散硅压阻式传感器温度漂移性能及补偿算法研究

介绍了影响扩散硅压力传感器性能的主要因素——零点漂移和灵敏度漂移，详细介绍了零点漂移和灵敏度漂移的两种补偿方法，并通过试验验证了两种补偿方法。

硅压阻式传感器误差补偿系统的开发

以MAXIM公司的MAX1457为核心,设计开发出了硅压阻式传感器的智能误差补偿系统。该系统由硬件和软件两部分组成,主要解决了硅压阻式传感器的一致性、温度漂移和非线性等问题,使它的输出精度达到了0.2%以内。同时给出了误差补偿系统的总体方案、信号调理电路的设计技术和MAX1457补偿系统软件的设计与实现。

压阻式传感器用于服装压力测试的电路设计

文章介绍了压阻式传感器的工作原理及其优越性能,结合高性能的放大及补偿电路进行了服装压力测试的电路设计。该服装压力测试方法为服装压力舒适性的客观评定提供了依据。

压阻式传感器多路温度补偿系统的设计

为解决压阻式传感器存在的温度漂移问题,设计了一种基于MAX1452信号调理芯片的多路自动温度补偿系统.介绍了传感器多路自动温度补偿系统的整体结构,着重阐述了系统的软硬件设计和自动补偿过程.利用设计的多路校准模块,系统一次可以补偿80只传感器.实验结果表明：整个系统工作稳定,传感器经过补偿以后在-30～90℃温度范围内稳定特性良好且综合误差不大于0.4％.