基于同种导电材料的柔性应变传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了基于同种导电材料的柔性应变传感器及其制备方法，该传感器包括传感区、连接区、封装层以及柔性基底。相比于现有的同类型传感器，本发明专利技术的传感器的特点在于传感区和连接区使用同种导电材料制备，并通过调节不同区域的尺寸结构满足基于同种导电材料的传感器的传感区和连接区的设计规则。所述传感器基于丝网印刷工艺，将炭黑‑硅橡胶复合导电浆料在织物基材上一步印刷完成传感器的制备。该方法操作简便、制作成本低、适合大规模生产，所制备的传感器具有高灵敏度(≈10)、大应变范围(～100％)、低滞后性和良好的稳定性，可应用于人体运动检测、智能医疗服务等领域。本发明专利技术的传感器制备方法对柔性应变传感器的工业生产具有重要的参考价值。

【技术实现步骤摘要】
基于同种导电材料的柔性应变传感器及其制备方法
本专利技术属于传感器
，具体涉及基于同种导电材料的柔性应变传感器及其制备方法。
技术介绍
应变传感器是将外部机械信号转化为电信号的器件，器件在外力作用下产生形变，从而引起内部传感材料电学性能变化来实现传感。传统应变传感器大多是由金属和半导体材料制备而成，由于其拉伸应变范围窄，不易弯曲等缺点，难以应用在复杂界面上。柔性应变传感器因其超薄度、低模量、高柔韧性和高延展性等优点，可附着在复杂的曲面形状，比起传统金属传感器能适用于更多、更复杂的应用环境，引起研究者的广泛关注。目前，柔性应变传感器通常被集成在可穿戴设备上，在医疗健康、人体运动检测、软机器人以及人机交互等领域有着重要应用。电阻式应变传感器因其制造简便、成本低、稳定性强等优点，成为柔性应变传感器的主流。一个经典的电阻式应变传感器应该由传感区域和连接区域串联组成，传感器的电阻变化△R和初始电阻R0由这两部分决定。各种材料、形状结构被设计来构建传感器的传感区域和连接区域，以提高传感区的灵敏度和测量范围并最大程度降低连接区的电阻贡献。然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于同种导电材料的柔性应变传感器，柔性应变传感器为层状结构，其特征在于，包括：柔性基底，位于柔性基底上的传感区和连接区，用于保护传感区的封装层；/n传感区和连接区采用同一种导电材料制备而成，传感区和连接区的尺寸大小和形状结构满足：柔性应变传感器在发生形变时，柔性应变传感器的电阻值变化由传感区决定，连接区的电阻值可忽略不计，连接区仅用于连接传感区和外部设备。/n

【技术特征摘要】
1.基于同种导电材料的柔性应变传感器，柔性应变传感器为层状结构，其特征在于，包括：柔性基底，位于柔性基底上的传感区和连接区，用于保护传感区的封装层；
传感区和连接区采用同一种导电材料制备而成，传感区和连接区的尺寸大小和形状结构满足：柔性应变传感器在发生形变时，柔性应变传感器的电阻值变化由传感区决定，连接区的电阻值可忽略不计，连接区仅用于连接传感区和外部设备。


2.根据权利要求1所述的基于同种导电材料的柔性应变传感器，其特征在于，传感区和连接区通过丝网印刷工艺一步印刷完成。


3.根据权利要求1所述的基于同种导电材料的柔性应变传感器，其特征在于，传感区为多个矩形迂回连接，连接区为一个矩形，传感器受到变形时传感区的应变程度大于连接区。


4.根据权利要求1所述的基于同种导电材料的柔性应变传感器，其特征在于，传感区和连接区使用的导电材料均为炭黑和硅橡胶混合成的复合导电浆料。


5.根据权利要求4所述的基于同种导电材料的柔性应变传感器，其特征在于，所述复合导电浆料是体积分数为9％的炭黑-硅橡胶复合导电材料。


6.根据权利要求1所述的基于同种导电材料的柔性应变传感器，其特征在于，传感区的有效长度为220mm，宽度为2mm；连接区的有效长度为20mm，宽度为20mm。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒琳，陈晓斌，徐向民，
申请(专利权)人：华南理工大学，中山市华南理工大学现代产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44