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基于微金字塔结构全体多孔介电层的柔性电容式传感器
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作者 卢永琪 倪帅 +4 位作者 张鹏飞 王孟琪 宗琨尧 王蕾 潘如如 《丝绸》 北大核心 2025年第8期49-55,共7页
传感器作为关键的电子组件,在各种场景中发挥重要作用,但各种传感器结构仍不断创新,各种结构间存在性能差异。文章设计的电容传感器采用电极层-介电层-电极层结构,并在结构和性能上进行改进。电极层采用柔性导电织物,介电层采用柔性PDM... 传感器作为关键的电子组件,在各种场景中发挥重要作用,但各种传感器结构仍不断创新,各种结构间存在性能差异。文章设计的电容传感器采用电极层-介电层-电极层结构,并在结构和性能上进行改进。电极层采用柔性导电织物,介电层采用柔性PDMS材料制成,通过模型法和盐溶解法获得具有多孔微金字塔结构的介电层。为了隔离人体并满足使用要求,采用医用PU防水胶带进行封装。研究表明,通过材料改性和结构创新可以优化传感器的性能。文章设计的传感器表现出高灵敏度(S=0.190 kPa^(-1))、快速恢复(270 ms)、耐用性(2000次以上稳定)及在梯度压力测试灵敏度方面的高性能。此外,该传感器能够检测人体的生理信号。 展开更多
关键词 柔性电容式压力传感器 有限元模拟 金字塔微结构 多孔结构 压力传感 脉搏检测 手指弯曲角度测试
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基于Ecoflex的柔性电容式压力传感器的制备及特性研究
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作者 宋阳阳 郑浩然 +3 位作者 张胜宾 王帅龙 杨盼 于仕辉 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期67-70,共4页
柔性压力传感器因其可穿戴、可拉伸、便携等特点,被广泛用于电子皮肤、运动监测、人机交互等领域。为提高柔性压力传感器的灵敏度,常采用光刻技术、化学刻蚀等制工艺,制备流程复杂,成本较高。结合简单便捷且低成本的紫外臭氧(UVO)紫外... 柔性压力传感器因其可穿戴、可拉伸、便携等特点,被广泛用于电子皮肤、运动监测、人机交互等领域。为提高柔性压力传感器的灵敏度,常采用光刻技术、化学刻蚀等制工艺,制备流程复杂,成本较高。结合简单便捷且低成本的紫外臭氧(UVO)紫外辐射技术和模板法,制备了Ecoflex双层褶皱微结构柔性电容式传感器,系统研究介质层微结构对传感器性能的影响。实验结果表明,具有交叉褶皱结构的传感器具有更高的灵敏度(2.34kPa^(-1)),更快的响应速度(50ms),较高的重复稳定性(1500次),并成功检测到手指弯曲、肘关节弯曲、脉搏跳动等情况,表明了该传感器在可穿戴电子设备、健康监测、运动监测等领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 柔性电容式压力传感器 ECOFLEX 双层折叠结构 交叉堆叠 可穿戴电子
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基于均匀微突结构的高灵敏柔性电容压力传感器
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作者 刘彩霞 李帅 +2 位作者 胡若海 陈恒 张玉刚 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第11期1448-1452,1471,共6页
针对可穿戴医疗设备、电子皮肤、柔性触摸显示屏等对高灵敏柔性压力传感器的感知需求,文章基于纳米氧化锌(ZnO)、酞酸酯偶联剂(PN-105,PN)和室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized silicone rubber,RTV)材料,结合丝网印刷技术制... 针对可穿戴医疗设备、电子皮肤、柔性触摸显示屏等对高灵敏柔性压力传感器的感知需求,文章基于纳米氧化锌(ZnO)、酞酸酯偶联剂(PN-105,PN)和室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized silicone rubber,RTV)材料,结合丝网印刷技术制备具有均匀微突阵列结构、ZnO-PN/RTV介电层的柔性电容式压力传感器,并对其传感机制和特性进行测试研究。结果表明:所研制的柔性电容式压力传感器具有高灵敏度(1.2 kPa^(-1))、快速响应(40 ms)、低检测限(2 Pa)、高使用寿命(>5000次)和良好的人体适用性;制备的5 cm×5 cm压力阵列能够满足可穿戴设备和柔性电子产品需求。该传感器灵敏度高且制作工艺简单、成本低,在柔性智能传感和服务机器人等领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 电容式柔性传感器 介电层 微突起结构 高灵敏
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柔性电容式压力传感器制备及测量综合实验 被引量:4
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作者 王海珍 李哲 +2 位作者 刘泽一 郭立峰 李德慧 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第1期247-251,共5页
柔性电容式压力传感器可用于可穿戴器件和人体生理信号监测而受到广泛关注,为此设计了基于柔性电容式压力传感器制备与测量的综合实验。制备了基于金(Au)电极,空气隙和二氧化硅(SiO2)为介电层,聚二甲基硅氧烷/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PDMS... 柔性电容式压力传感器可用于可穿戴器件和人体生理信号监测而受到广泛关注,为此设计了基于柔性电容式压力传感器制备与测量的综合实验。制备了基于金(Au)电极,空气隙和二氧化硅(SiO2)为介电层,聚二甲基硅氧烷/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PDMS/PET)为基底的柔性压力传感器,并搭建一套可实现电容式压力传感器实时测量的装置,采用LabVIEW编程控制其测量过程,实现数据实时显示和存储,并对制备的柔性电容式压力传感器进行参数测量。该实验将压力传感器制备方法与微电子器件制造工艺及手段相结合,不仅可以激发学生的科研兴趣,也有利于提升学生的创新能力。 展开更多
关键词 柔性电容式压力传感器 制备与测量 创新型实验
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可穿戴柔性湿度传感器开发及在人体呼吸模式检测中的应用 被引量:3
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作者 马士腾 郗广帅 +2 位作者 张冬至 周兰娟 陈璨 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第9期29-32,共4页
针对传统湿度传感器存在测量范围窄、响应时间长和稳定性差等问题,开发了一种基于石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与TiO_(2)复合材料的聚酰亚胺(PI)基底电容式柔性湿度传感器。通过扫描电镜(SEM)分析了g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料的多孔... 针对传统湿度传感器存在测量范围窄、响应时间长和稳定性差等问题,开发了一种基于石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与TiO_(2)复合材料的聚酰亚胺(PI)基底电容式柔性湿度传感器。通过扫描电镜(SEM)分析了g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料的多孔结构和形态特性,并采用饱和盐溶液法对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)柔性湿度传感器在不同湿度下的湿敏性能、湿滞特性、响应和恢复速率等进行测试。结果表明,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)柔性湿度传感器具有相对湿度检测范围宽(0%~97%)、湿度迟滞低(1.48%)、响应时间短(3.5 s)等优势,可实现人体呼吸频率、呼吸强度以及比奥呼吸、潮式呼吸、睡眠暂缓呼吸等模式的检测。 展开更多
关键词 电容式柔性湿度传感器 湿度检测 石墨相氮化碳 水热合成
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电容阵列柔性压力传感器设计与分析 被引量:10
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作者 郭士杰 肖杰 +1 位作者 刘今越 贾晓辉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期49-55,共7页
针对现有的柔性电容式压力传感器精度低、重复性差、大面积应用难度大等缺点,设计了一种柔性电容式压力传感器,可用于生理信息监测或机器人皮肤等领域。该传感器结构基于交叉电极式电容阵列,材料及制备工艺简单,易于大面积扩展应用,可... 针对现有的柔性电容式压力传感器精度低、重复性差、大面积应用难度大等缺点,设计了一种柔性电容式压力传感器,可用于生理信息监测或机器人皮肤等领域。该传感器结构基于交叉电极式电容阵列,材料及制备工艺简单,易于大面积扩展应用,可对接触状态进行定量反馈。实验表明,该传感器能够感知0~70 k Pa范围的压强,可清晰分辨人手、脚等接触压力信息;电容灵敏度约1.17%V/k Pa;响应速度可达30 f/s,可实现压力信息的实时图形化显示。 展开更多
关键词 柔性电容式压力传感器 电容阵列 信号处理 压力图形化
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基于导电织物的关节弯曲角度测量传感器 被引量:4
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作者 周国鹏 赵冉 +1 位作者 刘腾子 戴厚德 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期440-446,共7页
柔性电容式拉伸传感器,可用于测量关节弯曲和肌肉拉伸等人体动作,具有低功耗,线性度高等优点,作为新一代可穿戴传感器在运动检测、医疗康复领域具有广泛应用前景。但现有电容式拉伸传感器存在应变灵敏度(Gauge Factor,GF)不高的缺点,导... 柔性电容式拉伸传感器,可用于测量关节弯曲和肌肉拉伸等人体动作,具有低功耗,线性度高等优点,作为新一代可穿戴传感器在运动检测、医疗康复领域具有广泛应用前景。但现有电容式拉伸传感器存在应变灵敏度(Gauge Factor,GF)不高的缺点,导致在关节微小弯曲测量方面精度较低。针对此,提出了一种基于无机硅胶和导电织物的分段式结构柔性电容式应变传感器。传感器采用不同杨氏模量硅胶设计了非线性结构的介电弹性体,并以柔性导电布作为电极。同时,建立了传感器的关节弯曲角度感知模型。实验结果表明,该传感器由于采取了分段式结构设计,因此稳定性好,提高了在中等应变情况下(0~50%)的应变灵敏度因素(GF=1.5)。将其安装于手套上测试,弯曲角度预测模型能够对关节弯曲角度进行较好的预测。该柔性电容式应变传感器制作工艺简单,可低成本大规模制造。其分段式结构设计与角度传感模型适用于医疗康复训练和机器人操控等创新应用。 展开更多
关键词 柔性电容式传感器 关节弯曲角度 角度传感模型
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