柔性壓力傳感器的特性及其分類

傳感器技術(shù)是機器人技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的重要推動力。隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，面對越來越多的特殊信號和特殊環(huán)境，對各種傳感器提出了更高的要求。同時，傳感器預(yù)計透明、靈活、可擴展、可自由彎曲，甚至可折疊、便攜、可穿戴。隨著柔性基體材料的發(fā)展，產(chǎn)生了符合上述趨勢的柔性傳感器。

壓力傳感器作為傳感器領(lǐng)域的先驅(qū)，是傳感器領(lǐng)域的重要組成部分。柔性壓力傳感器具有高柔性、高靈敏度、高分辨率和快速響應(yīng)等優(yōu)良的機電特性，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)壓力傳感器的工作機理，大致可分為壓阻式、電容式和壓電式壓力傳感器。

壓阻式柔性壓力傳感器。

壓阻式柔性壓力傳感器是基于壓阻效果，可以使活性材料在外力作用下變形，間接改變內(nèi)部導(dǎo)電材料的分布和接觸狀態(tài)，使活性材料電阻有規(guī)律變化。

與電容式和壓電式壓力傳感器相比，不需要復(fù)雜的傳感器結(jié)構(gòu)，功耗低，測試壓力范圍廣，制造技術(shù)簡單。可用于醫(yī)學(xué)檢查、密封檢查、體育鍛煉等。市面上有智能衣服等商業(yè)產(chǎn)品，可以通過電阻變化監(jiān)測心跳，預(yù)防心臟病等疾病。

壓阻式柔性壓力傳感器可以通過感應(yīng)外力引起的電阻變化產(chǎn)生的電信號，直接讀取外力變化。當(dāng)外力作用于傳感器的傳感點時，其阻力會隨著外力的負向變化，即當(dāng)壓力變?yōu)榱銜r，阻力會大。壓力越大，阻力越小。壓力傳感器種類繁多，其裝置單一，信號導(dǎo)出機制簡單，因此得到廣泛應(yīng)用。

電容式柔性壓力傳感器。

電容式柔性壓力傳感器是基于平行板電容原理的裝置，具有靈敏度高、響應(yīng)快、動態(tài)范圍寬等優(yōu)點。其工作機理是在施加外力時，通過改變平板電容器之間的距離來改變傳感器的電容器。

近年來，精密電容傳感器的發(fā)展備受關(guān)注。以不同的方式研究了該裝置的設(shè)計、特性、操作和可能的應(yīng)用。

可檢測三維壓力的柔性電容傳感器可檢測正壓或剪切力。當(dāng)傳感器被拉伸或壓縮時，傳感器的輸出條件會發(fā)生變化。該傳感器由四個壓力傳感器和一個帶導(dǎo)電液體的張力傳感器組成。該傳感器不僅能檢測壓力，還能顯示傳感器目前的拉伸狀況。電容可知力，電阻可知傳感器張力。因此，可以補償傳感器的拉伸部分。因此，可應(yīng)用于不同拉伸或壓縮條件下的機器人關(guān)節(jié)。

壓電柔性壓力傳感器。

當(dāng)些介質(zhì)材料受到一定方向的外力時，內(nèi)部極化，兩個相對表面產(chǎn)生相反的電荷和電位差。這種現(xiàn)象稱為正/負壓電效應(yīng)。基于介電壓電效應(yīng)的傳感器稱為壓電傳感器。

壓電材料變形時可發(fā)電，反之亦然。壓電材料的這種雙重功能為越來越多的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)，特別是可穿戴或植入系統(tǒng)。

具體例子包括可持續(xù)電源和消費電子產(chǎn)品測量血壓的傳感器等生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。隨著材料科學(xué)、力學(xué)和制造業(yè)的發(fā)展，制造超薄、柔性和機械可擴展的壓電設(shè)備是可能的。

其工作原理是壓電系數(shù)越高，壓電敏感材料的能量轉(zhuǎn)化率越高，轉(zhuǎn)換的電信號越強。壓力柔性壓力傳感器是利用壓力材料將壓力轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。這柔性壓力傳感器具有較高的靈敏度、精度、壓電系數(shù)和響應(yīng)速度，因此被廣泛應(yīng)用于柔性觸摸傳感器。

近十年來，柔性可穿戴傳感器設(shè)備的研究發(fā)展迅速。隨著智能機器人和可穿戴電子設(shè)備的蓬勃發(fā)展，各種符合任意曲線和曲面的柔性壓力傳感器的研究也在迅速進行，柔性傳感器技術(shù)將在未來發(fā)揮越來越重要的作用。

深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)量高精度測力傳感器的企業(yè)。公司主營產(chǎn)品有微型壓力傳感器、S型壓力傳感器、壓力變送器、液壓傳感器、變送器/放大器、控制儀表及手持儀等多款產(chǎn)品，并擁有多項國家知識產(chǎn)權(quán)，擁有多項專利技術(shù)；

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