【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压力传感器，尤其涉及一种电阻式压力传感器及其制备方法。
技术介绍
1、随着物联网、生物医疗、人工智能等新兴领域的发展，具有柔性、可折叠、可穿戴等特点的柔性传感器逐渐表现出极大的应用价值。柔性压力传感器是柔性传感器的重要组成部分。其中，柔性压阻型传感器因制备简单、能耗小、抗干扰能力强且对静态力敏感等优势而被广泛关注与研究。
2、界面接触模型是一种新型柔性压阻传感模型，接触电阻与界面参数的关系为：r∝(ρ/f)·k，其中ρ是接触表面的电阻率，f为施加到表面的压力，k为表面粗糙度与弹性的函数。通过调控压阻层的电导率、表面粗糙度、弹性等性质可以优化压力传感器在压力载荷下的接触电阻变化，即压敏性能。
3、现有的接触式压阻传感器多从可变形的结构设计角度对器件进行性能优化。如使用物理化学手段在弹性体表面制备特殊的表面结构，但这类表面微结构变形易饱和，使得该类压阻传感器的检测范围一般较窄。或将三维海绵与导电材料(碳基材料、金属纳米材料及导电聚合物等)通过混合或涂覆的形式结合，但该复合方式下，导电材料的电学性能稳定性易受三维海绵的粘弹性影响，同时该类传感器的检测范围和灵敏度受限于三维海绵力学性能和变形行为。
4、然而，随着智能监测技术的需求不断提升，对传感器的要求也在不断提高，因此，必须全面研究压力传感器的关键组成对其压敏性能的影响，以研制出灵敏度高、检测范围广、精确度高的传感器件。
5、亟需研发出一种电阻式压力传感器及其制备方法来解决上述问题。
技术实现思
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题设计了一种电阻式压力传感器及其制备方法。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、电阻式压力传感器，包括：
4、弹性导电压阻层；弹性导电压阻层包括弹性体基底、至少一层的第一可调本征特性导电涂层；
5、至少两个的微结构共面电极；微结构共面电极包括第二可调本征特性导电涂层、共面导电电极、共面电极基底；至少两个的微结构共面电极横向间隔分布的置于弹性导电压阻层和共面电极基底之间；
6、电阻式压力传感器从一面至另一面布设为：弹性体基底、第一可调本征特性导电涂层、第二可调本征特性导电涂层、共面导电电极、共面电极基底依次连接；其中，第一可调本征特性导电涂层、第二可调本征特性导电涂层电性接触。
7、优选地，相邻两个微结构共面电极之间的间距为50μm-1mm。
8、优选地，第一可调本征特性导电涂层、第二可调本征特性导电涂层均包括导电聚合物材料。
9、优选地，导电聚合物材料为聚吡咯或聚苯胺或聚乙撑二氧噻吩。
10、优选地，弹性体基底形成为平面状或微纳结构状或多孔结构状。
11、电阻式压力传感器的制备方法，用于制备电阻式压力传感器，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
12、s1、选择共面电极基底，并在其上制备至少两个的共面导电电极，再在每个共面导电电极上制备一层可调本征特性导电涂层得到微结构共面电极；
13、s2、选择弹性体基底，并在其上制备至少一层可调本征特性导电涂层得到弹性导电压阻层；
14、s3、将弹性导电压阻层与微结构共面电极电性接触形成电阻式压力传感器。
15、具体地，在共面导电电极上制备可调本征特性导电涂层的方法包括电化学氧化法；在弹性体基底上制备可调本征特性导电涂层的方法包括：化学氧化法、电化学氧化法中的至少一种。
16、进一步地，电化学氧化法包括恒压法、恒流法、阶跃电压法、阶跃电流法、循环伏安法中的至少一种；电化学氧化法中对可调本征特性导电涂层的性能调控包括对电压、电流、掺杂离子种类及浓度、制备时间中的至少一种进行改变；化学氧化法对可调本征特性导电涂层的性能调控包括对反应液前驱体组分、反应液前驱体浓度、反应液酸碱性、反应环境温度、反应时间中的至少一种进行改变。
17、本专利技术的有益效果在于：
18、本专利技术提供的电阻式压力传感器的制备方法简单，可调本征特性导电涂层具有高电导率且电导率具有可调性，解决了由于体相电阻大和低介电常数材料引起的电流损失问题，同时该可调本征特性导电涂层具有可调控的表面微结构，解决了由于弹性体表面微结构变形饱和引起的灵敏度降低问题，从而提高压力传感器件的线性测试范围；
19、可调本征特性导电涂层对弹性体和共面电极的选择无要求，所制备的压力传感器适用的压强测试范围与导电涂层的表面粗糙度、导电性、微结构共面电极的间距以及所选择的弹性体的力学性能和表面结构有关，从而提高传感器件的可设计性；
20、可调本征特性导电涂层，采用化学键合的方法吸附于弹性体基底或共面电极上，不会改变弹性体基底或共面电极基底的表面结构和整体形状，从而提高传感器件的稳定性；
21、本申请电阻式压力传感器的制备方法，工艺简单，加工方便，成本低廉。
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1.电阻式压力传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电阻式压力传感器，其特征在于，相邻两个微结构共面电极之间的间距为50μm-1mm。
3.根据权利要求1所述的电阻式压力传感器，其特征在于，第一可调本征特性导电涂层、第二可调本征特性导电涂层均包括导电聚合物材料。
4.根据权利要求3所述的电阻式压力传感器，其特征在于，导电聚合物材料为聚吡咯或聚苯胺或聚乙撑二氧噻吩。
5.根据权利要求1所述的电阻式压力传感器，其特征在于，弹性体基底为平面状或微纳结构状或多孔结构状。
6.电阻式压力传感器的制备方法，用于制备如权利要求1-5任一项所述的电阻式压力传感器，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的电阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，在共面导电电极上制备可调本征特性导电涂层的方法包括电化学氧化法；在弹性体基底上制备可调本征特性导电涂层的方法包括：化学氧化法、电化学氧化法中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的电阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，电化学氧化法包括恒压法、
...【技术特征摘要】
1.电阻式压力传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电阻式压力传感器，其特征在于，相邻两个微结构共面电极之间的间距为50μm-1mm。
3.根据权利要求1所述的电阻式压力传感器，其特征在于，第一可调本征特性导电涂层、第二可调本征特性导电涂层均包括导电聚合物材料。
4.根据权利要求3所述的电阻式压力传感器，其特征在于，导电聚合物材料为聚吡咯或聚苯胺或聚乙撑二氧噻吩。
5.根据权利要求1所述的电阻式压力传感器，其特征在于，弹性体基底为平面状或微纳结构状或多孔结构状。
6.电阻式压力传感器的制备方法，用于制备如权利要求1-5任一项所述的电阻式压力传感器，其特征在于，制备方法包括以...
【专利技术属性】
技术研发人员：田玉玉，张凯，钟卫洲，吴菊英，何韧，许文聪，李建，
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：
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