本发明专利技术公开了一种柔性压磁阵列传感器特性分析装置，包括相互两两通讯连接的人机交互设备、LCR电桥、多通道开关控制电路板和传感器信号采集装置，多通道开关控制电路板包括两个由单片机控制的多通道开关；传感器信号采集装置包括两个面面相对排列的第一电极板和第二电极板，两个电极板的相对表面上分别设有一个由多个电极组成的电极矩阵，第一电极板上同一行的电极之间均通过导线电性连接，第二电极板上同一列的电极之间均通过导线电性连接，两个多通道开关的多个连接端分别与第一电极板上的多行电极和第二电极板上的多列电极一一对应电性连接。本分析装置能实现柔性压磁阵列传感器特性的自动记录分析功能，有助于柔性压磁阵列传感器的开发研究。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种阵列传感器的特性分析装置，尤其涉及一种柔性压磁阵列传感器特性分析装置。
技术介绍
柔性压磁复合材料是以硅橡胶为机体制成的一种新型压力敏感材料，基本工作原理是当对材料施加不同的载荷，材料会对应输出不同的磁阻抗值，随着载荷的变大，输出阻抗值会逐步变小，并且载荷-阻抗特征曲线线性良好，重复性较好，适应柔性封装，可以制成任意需要的形状。 根据柔性压磁复合材料这一特性开发的柔性压磁阵列传感器由于其体积小、重量轻以及本身柔性设计的特点，适用于监测大面积载荷分布、机器人触觉图像识别等设计应用场所。在柔性压磁阵列传感器的开发过程中，需要有满足使用要求的对柔性压磁阵列传感器的特性进行分析的装置。但是，市场上没有符合使用要求的成品设备，国内目前公开的资料中也未见与上述装置相关的技术资料，所以导致目前柔性压磁阵列传感器的开发并不顺利。此外，柔性压磁阵列传感器的参数测量灵敏度高、易受干扰，对测试和使用环境有较高的要求，为保证柔性压磁阵列传感器的测试分析及标定工作的可靠进行，必须使用专用的柔性压磁阵列传感器特性分析装置，而不能采用传统类似的电性分析装置。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能自动、有效地测试分析传感器特性的柔性压磁阵列传感器特性分析装置。 本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的： 一种柔性压磁阵列传感器特性分析装置，包括用于发出控制信号并接收反馈信号的人机交互设备、用于获取传感器输出信号并转换为传感器特性信号的LCR电桥、用于控制多通道开关并传输相应信号的多通道开关控制电路板和用于采集柔性压磁阵列传感器输出信号的传感器信号采集装置，所述人机交互设备、所述LCR电桥和所述多通道开关控制电路板之间相互两两通讯连接；所述多通道开关控制电路板包括两个由单片机控制的多通道开关；所述传感器信号采集装置包括两个面面相对排列的第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和所述第二电极板的相对表面上分别设有一个由多个电极组成的电极矩阵，所述第一电极板的电极和所述第二电极板的电极之间一一对应，所述第一电极板上同一行的电极之间均通过导线电性连接，所述第二电极板上同一列的电极之间均通过导线电性连接；其中一个所述多通道开关的多个连接端与所述第一电极板上的多行电极之间一一对应电性连接，另一个所述多通道开关的多个连接端与所述第二电极板上的多列电极之间一一对应电性连接。 上述结构中，LCR电桥是能够测量电感、电容、电阻、阻抗的仪器，适用于测量柔性压磁阵列传感器的电性参数并通过人机交互设备分析柔性压磁阵列传感器的特性；多通道开关控制电路板的单片机与人机交互设备对应连接以便于控制；多通道开关控制电路板的两个多通道开关分别实现对第一电极板的多行电极和第二电极板的多列电极实现一一对应的开、关控制，从而可以根据需要实现对第一电极板与第二电极板之间的对应电极之间的逐行扫描，记录各电极之间阻抗等参数的变化情况；第一电极板与第二电极板之间的对应电极可以实现对柔性压磁阵列传感器各部位的轴向压载荷加载。 作为优选，所述柔性压磁阵列传感器特性分析装置还包括安装底座，所述第二电极板和所述多通道开关控制电路板均安装于所述安装底座上；所述第一 电极板位于所述第二电极板的上方，所述第二电极板上靠近边缘的位置设有两个分别与所述第一电极板上的多行电极和所述第二电极板上的多列电极对应连接的电极板接线槽；所述多通道开关控制电路板上设有两组分别与两个所述多通道开关对应连接的电路板接线槽，两个所述电极板接线槽分别与两个所述电路板接线槽通过排线对应电性连接；所述多通道开关控制电路板上还设有用于与所述LCR电桥连接的BNC接口和用于与所述人机交互设备连接的通讯接口。这种结构形成模块化组装结构，便于生产、运输和应用。其中的BNC接口是指同轴电缆接口。 为了便于实现第一电极板和第二电极板之间的安装和电性连接，所述第一电极板的第一端与所述第二电极板的第一端通过定位销固定连接，所述第一电极板上的多行电极均通过多条导线分别连接至所述第一电极板的第一端，未与所述第二电极板上的多列电极电性连接的一个所述电极板接线槽的多个连接端通过多条导线分别连接至所述第二电极板的第一端，所述第一电极板第一端的导线与所述第二电极板第一端的导线之间一一对应焊接连接；所述第一电极板为可以弯曲的柔性电极板。 具体地，所述第一电极板为聚酰亚胺板。 作为优选，所述电极为点状铜电极，所述导线为印制铜导线。 根据应用需求，所述电极矩阵为16×16的矩阵。 为了在测试过程中屏蔽外界干扰对测试结果的影响，所述第一电极板和所述第二电极板均置于电磁屏蔽箱内。 作为优选，所述人机交互设备为PC机。 本专利技术的有益效果在于： 本专利技术通过建立柔性压磁阵列传感器特性的分析指示装置，实现了柔性压 磁阵列传感器特性的自动记录分析功能；通过本装置分析测试，对于确定压磁阵列传感器设计中所用元件特性、电极形状、电极尺寸、信号补偿方法、测试电路设计等具有有益的帮助；获取的信息可以以图形的方式显示在计算机上，对于机器人触觉设计具有一定的演示意义；通过设置电磁屏蔽箱，实现了元件测试过程中对干扰因素的消除，保证了测试结果的准确性。 具体优点如下： 1、本柔性压磁阵列传感器特性分析装置具备对16×16柔性压磁阵列传感器的自动巡检、数据自动采集、分析处理功能； 2、BNC接头直接焊接在多通道开关控制电路板上，多通道开关控制电路板上的信号通道采用对称布线方式，所使用的多通道模拟开关与连接电缆导通阻抗不大于0.5Ω，对测试结果基本没有影响； 3、本柔性压磁阵列传感器特性分析装置具备自动校准功能，在计算机控制下，可以完成测试前从LCR电桥到测试电极的全部16×16个阵列点的开路、短路及负载校准工作，保证测试结果的准确性； 4、本柔性压磁阵列传感器特性分析装置具备温度补偿、迟滞补偿功能，可以通过PC机控制在测试过程中一定程度上消除外界温度变化对测试结果稳定性的影响，自动补偿由于元件材料迟滞效应对测试结果重合性的影响，保证测试结果的准确性； 5、本柔性压磁阵列传感器特性分析装置配置有电磁屏蔽外壳，可以有效屏蔽外界电磁干扰对测试结果的影响，有效保证测试结果的准确性。 附图说明图1是本专利技术所述柔性压磁阵列传感器特性分析装置的总体结构框图； 图2是本专利技术所述多通道开关控制电路板和传感器信号采集装置的立体结 构示意图； 图3是本专利技术所述上电极板的俯视图； 图4是本专利技术所述下电极板的俯视图。 具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明： 如图1所示，本专利技术所述柔性压磁阵列传感器特性分析装置包括用于发出控制信号并接收反馈信号的PC机、用于获取传感器输出信号并转换为传感器特性信号的LCR电桥、用于控制多通道开关并传输相应信号的多通道开关控制电路板和用于采集柔性压磁阵列传感器输出信号的传感器信号采集装置，PC机、LCR电桥和多通道开关控制电路板之间相互两两通讯连接，多通道开关控制电路板与传感器信号采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种柔性压磁阵列传感器特性分析装置，其特征在于：包括用于发出控制信号并接收反馈信号的人机交互设备、用于获取传感器输出信号并转换为传感器特性信号的LCR电桥、用于控制多通道开关并传输相应信号的多通道开关控制电路板和用于采集柔性压磁阵列传感器输出信号的传感器信号采集装置，所述人机交互设备、所述LCR电桥和所述多通道开关控制电路板之间相互两两通讯连接；所述多通道开关控制电路板包括两个由单片机控制的多通道开关；所述传感器信号采集装置包括两个面面相对排列的第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和所述第二电极板的相对表面上分别设有一个由多个电极组成的电极矩阵，所述第一电极板的电极和所述第二电极板的电极之间一一对应，所述第一电极板上同一行的电极之间均通过导线电性连接，所述第二电极板上同一列的电极之间均通过导线电性连接；其中一个所述多通道开关的多个连接端与所述第一电极板上的多行电极之间一一对应电性连接，另一个所述多通道开关的多个连接端与所述第二电极板上的多列电极之间一一对应电性连接。
【技术特征摘要】
1.一种柔性压磁阵列传感器特性分析装置，其特征在于：包括用于发出控
制信号并接收反馈信号的人机交互设备、用于获取传感器输出信号并转换为传
感器特性信号的LCR电桥、用于控制多通道开关并传输相应信号的多通道开关
控制电路板和用于采集柔性压磁阵列传感器输出信号的传感器信号采集装置，
所述人机交互设备、所述LCR电桥和所述多通道开关控制电路板之间相互两两
通讯连接；所述多通道开关控制电路板包括两个由单片机控制的多通道开关；
所述传感器信号采集装置包括两个面面相对排列的第一电极板和第二电极板，
所述第一电极板和所述第二电极板的相对表面上分别设有一个由多个电极组成
的电极矩阵，所述第一电极板的电极和所述第二电极板的电极之间一一对应，
所述第一电极板上同一行的电极之间均通过导线电性连接，所述第二电极板上
同一列的电极之间均通过导线电性连接；其中一个所述多通道开关的多个连接
端与所述第一电极板上的多行电极之间一一对应电性连接，另一个所述多通道
开关的多个连接端与所述第二电极板上的多列电极之间一一对应电性连接。
2.根据权利要求1所述的柔性压磁阵列传感器特性分析装置，其特征在
于：所述柔性压磁阵列传感器特性分析装置还包括安装底座，所述第二电极板
和所述多通道开关控制电路板均安装于所述安装底座上；所述第一电极板位于
所述第二电极板的上方，所述第二电极板上靠近边缘的位置设有两个分别与所
述第一电极板上的多行电极和所述第二电极板上的多列电极对应连接的电极板
接线槽；所述多通道开关控制电路板上设有两组分别与两个所述多通道开关对
应连接的电路板接线槽，两个所述电极板接线槽分别与两个所述电路板接线槽
通过排线对应电性连接；...
【专利技术属性】
技术研发人员：高洋，万强，吴菊英，史平安，黄渝鸿，王彤伟，敬华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51
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