【摘 要】
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随着物联网时代的不断发展,传感器由于可以采集和处理外部信息的能力而得到了广泛的关注,其中电容式压力传感器在工业,医疗,生产,生活等方面都有着十分重要的作用。然而大多数的压力传感器由金属及塑料等材料构成,具有体积大,硬度高,性能易随外界环境改变而不稳定,不能很好地适应目前社会发展需要。为了更好地满足这一需要,研发人员开发出了一种柔性电容式压力传感器,具有良好的可拉伸性和无毒无害的优点,且灵敏度高,响
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随着物联网时代的不断发展,传感器由于可以采集和处理外部信息的能力而得到了广泛的关注,其中电容式压力传感器在工业,医疗,生产,生活等方面都有着十分重要的作用。然而大多数的压力传感器由金属及塑料等材料构成,具有体积大,硬度高,性能易随外界环境改变而不稳定,不能很好地适应目前社会发展需要。为了更好地满足这一需要,研发人员开发出了一种柔性电容式压力传感器,具有良好的可拉伸性和无毒无害的优点,且灵敏度高,响应时间短,稳定性好,具有很强的发展潜力。本文主要是介绍了一种基于纳米纤维介电层材料(PVDF和TPU)和微球阵列金电极的柔性电容式压力传感器。在压力的作用下,具有微球结构的金电极会与介电层相挤压而发生形变,从而增大电极间的相对面积,同时也会改变介电层的厚度。纳米纤维介电层中的空气在压力作用下会被排除,导致介电常数发生变化,增大了传感器的电容变化率。通过COMSOL软件,本文模拟了纳米纤维状介电层在压力作用下的形变情况,并在理论上计算了感器的电容变化率。最后,本文制备了基于纳米纤维状介电层和微球阵列电极的柔性电容式压力传感器,并对其性能进行了表征。本文第一章介绍各种柔性压力传感器的特点以及柔性电容式压力传感器的发展现状。第二章介绍了基于COMSOL软件模拟纳米纤维介电层在压力作用下的形变情况,并计算传感器电容相对变化率ΔC/C0。第三章介绍制备这种传感器的实验步骤,并对传感器的性能进行了实验表征。最后一章总结这种柔性电容式压力传感器的发展现状并提出了对柔性电容式压力传感器未来展望。
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