智能蒙皮与电子皮肤集成的传感单元的种类日益增加,对传感器规模的需求越来越大。智能蒙皮与电子皮肤应用的优越性能不仅仅体现在传感器件的柔性,在很大程度上也取决于数据采集的可靠性。阵列式传感器的串扰问题、信号处理问题以及采集速度、精度与规模之间的矛盾问题一直制约着阵列式传感器应用的扩展,因此搭建适用于各类传感器的数据采集系统对实现大规模传感器在蒙皮与电子皮肤中的广泛应用是至关重要的。本文围绕常用柔性压力传感器阵列的数据采集系统的设计与开发开展了以下主要工作。1)详细分析了设计数据采集系统时遇到的原理性的难题,主要包括电容传感器阵列的原理性的串扰问题、压电式传感器的信号微弱与传输距离之间的矛盾问题以及与阵列传感器的机理匹配的情况下,多路复用器的开关切换导致的相位匹配的问题。首先,利用多路复用与计数芯片相结合实现了与传感器阵列的复用原理相匹配的分时扫描。其次,设计了电荷放大电路来解决压电传感器的微弱信号在长距离传输下的测量困难问题。然后,提出了以基于时间数字转换技术(TDC)的PCap01AD芯片为核心的电容检测系统,解决了智能蒙皮与电子皮肤应用场景下电容式传感器输出信号属于高精度微电容,难以测量的问题。最后,设计了在分时扫描电路中使用可控的单刀双掷开关切换将串扰信号接地屏蔽的扫描电路,实现了阵列化采集的同时也解决了电容传感器阵列存在的串扰问题。此系统的稳定性好,测量范围大且精度高。2)开发了应用于柔性压力传感器阵列的数据采集软件系统。匹配硬件电路的设计原理,并以主控STM32F103为核心搭建了数据采集的下位机模块,并基于LabVIEW开发虚拟仪器实现数据的实时传输、显示和存储。依靠现有的设备及资源对所设计的柔性传感器阵列的数据采集系统进行了实验数据测试,通过分析验证了该采集系统在应用于分布式压力测试中的可行性。