导电高分子材料是一种新兴的功能材料,其电导率范围介于绝缘体与金属之间,具有良好的力敏、热敏等功能特性,是制备柔性传感器的重要敏感材料。导电橡胶属于导电高分子复合材料是柔性压力传感器的核心元件,其性能直接关系到传感器的实用性。本文阐述了导电橡胶的导电机理,研究了导电橡胶压阻特性和传感特性,并在其基础上设计了柔性阵列传感器。为了研究导电橡胶的压阻性能、传感性能,实验之前确定实验方案、制备工艺,选择了实验材料、实验设备,制备了乙炔炭黑填充型导电橡胶。分析了不同乙炔炭黑填充量对导电橡胶电阻率的影响,研究发现乙炔炭黑含量为8%的导电橡胶可作为柔性传感器敏感材料,通过扫描电镜图发现,此时炭黑粒子在导电橡胶的内部分散均匀。研究了对导电橡胶的阻抗-频率特性,发现导电橡胶存在明显的电容、电感特性,提出了导电橡胶的阻抗由电阻、容抗、感抗组成,提出了一种导电网络结构,并建立了对应的电路模型。进一步研究了炭黑填充量、压力对导电橡胶纯电阻、容抗系数和感抗系数的影响。导电橡胶的压阻效应包括体压阻效应和表面压阻效应,研究了导电橡胶表面压阻响应和体压阻响应规律,研究表明导电橡胶的表面电阻响应灵敏度要高于体电阻响应灵敏度。通过施加压力或在导电橡胶表面涂抹导电银胶的方法可以有效减少接触电阻对体压阻效应的影响。在设计导电橡胶传感器时为了提高传感器的灵敏度要利用导电橡胶的表面压阻效应。在有效介质普适方程的基础上,推导出了体电阻值与导电橡胶轴向应变之间的关系。研究了导电橡胶传感性能,包括测量范围、灵敏度、重复性、滞后性以及弛豫性。通过测量不同厚度导电橡胶的力敏响应,发现导电橡胶的测量范围随着厚度而增加,确定了厚度为4mm导电橡胶的力敏区间为0.2-3N。导电橡胶的电阻灵敏度包括体电阻灵敏度和表面电阻灵敏,表面电阻灵敏度相对较高,随着炭黑填料的增加,导电橡胶的电阻灵敏度相对降低。通过对导电橡胶进行施压处理或采用反复加载的办法有利于提高压阻曲线的重复性。适当的施压处理以及加载-卸载的方法可以降低导电橡胶的电阻滞后性,有利于提高导电橡胶的稳定性。导电橡胶存在明显的电阻弛豫行为,在渗流区间内,增加炭黑用量,有利于降低电阻弛豫时间。增加试样的厚度,会增加电阻弛豫时间。随着压力的增大,导电橡胶的电阻弛豫时间减少。环境温度对电阻弛豫时间的影响比较复杂,在正温度效应和负温度效应的转折点处,电阻弛豫时间最长。在研究导电橡胶性能的基础上,设计了一种新型的导电橡胶阵列传感器单元,并与常用的阵列传感器单元进行了对比分析。采用Matlab软件对新型阵列传感器单元压阻曲线进行了拟合,通过拟合度对比最终选择三次曲线拟合,并得到了最佳拟合方程。设计了导电橡胶传感器阵列结构,分析了阵列传感器采集信号的原理。