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可测量法向力和剪切力的带屏蔽软体电容传感器
1
作者
郝雨飞
李长胜
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第23期106-113,共8页
软体电容传感器因其高柔顺性和高灵敏度等特征在人机交互、可穿戴设备和软体机器人中有很好的应用前景,然而电容检测很容易受到外界电磁场的干扰,因此提出了一种带屏蔽的软体电容传感器。为了能够同时检测法向压力和剪切压力,设计了一...
软体电容传感器因其高柔顺性和高灵敏度等特征在人机交互、可穿戴设备和软体机器人中有很好的应用前景,然而电容检测很容易受到外界电磁场的干扰,因此提出了一种带屏蔽的软体电容传感器。为了能够同时检测法向压力和剪切压力,设计了一种三电极的双电容结构,同时在传感器上下表面添加屏蔽层来屏蔽外界电磁场干扰。为解决因屏蔽层变形产生的寄生电容对检测电容的影响,提出了一种刚度分层的方法,电极之间的电介质感知区域采用一种厚度仅约0.6mm的硅胶海绵结构,而电极和屏蔽层之间采用实心硅胶,从而保证按压传感器时感知区域的变形远大于屏蔽层。实验结果表明,传感器可以同时检测法向压力和剪切压力的变化,法向灵敏度可达到0.12 kPa^(-1),单位剪切压强的电容变化达10 fF,与不带屏蔽的传感器相比,该传感器可将交流高压(1400 V)电场引起的噪声减小到9%。这种带屏蔽的传感器在电吸附皮肤、软体机器人、可穿戴医疗设备等电磁干扰较强的环境中具有潜在的应用价值。
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关键词
电容
传感器
带屏蔽软体传感器
多维力检测
超薄硅胶海绵
原文传递
题名
可测量法向力和剪切力的带屏蔽软体电容传感器
1
作者
郝雨飞
李长胜
机构
北京科技大学机械工程学院
北京理工大学机电学院
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第23期106-113,共8页
基金
空间智能控制技术实验室开放基金课题(HTKJ2021KL502009)
北京科技大学人才启动经费(06500212)资助项目。
文摘
软体电容传感器因其高柔顺性和高灵敏度等特征在人机交互、可穿戴设备和软体机器人中有很好的应用前景,然而电容检测很容易受到外界电磁场的干扰,因此提出了一种带屏蔽的软体电容传感器。为了能够同时检测法向压力和剪切压力,设计了一种三电极的双电容结构,同时在传感器上下表面添加屏蔽层来屏蔽外界电磁场干扰。为解决因屏蔽层变形产生的寄生电容对检测电容的影响,提出了一种刚度分层的方法,电极之间的电介质感知区域采用一种厚度仅约0.6mm的硅胶海绵结构,而电极和屏蔽层之间采用实心硅胶,从而保证按压传感器时感知区域的变形远大于屏蔽层。实验结果表明,传感器可以同时检测法向压力和剪切压力的变化,法向灵敏度可达到0.12 kPa^(-1),单位剪切压强的电容变化达10 fF,与不带屏蔽的传感器相比,该传感器可将交流高压(1400 V)电场引起的噪声减小到9%。这种带屏蔽的传感器在电吸附皮肤、软体机器人、可穿戴医疗设备等电磁干扰较强的环境中具有潜在的应用价值。
关键词
电容
传感器
带屏蔽软体传感器
多维力检测
超薄硅胶海绵
Keywords
capacitive sensor
shielded soft sensor
multi-axis force measuring
ultrathin silicone sponge
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
可测量法向力和剪切力的带屏蔽软体电容传感器
郝雨飞
李长胜
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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