2022/06/10

刚性平面上柔性压力传感器的应用要点

基于新材料采用纳米技术制备的一种新型压力传感器。它不同于传统的压力传感器，因为它具有良好的柔韧性、可自由弯曲、厚度小、灵敏度高、易于批量生产等优点。特别适用于软质表面接触应力的测量，在智能家居、智能医疗、可穿戴设备等领域具有广阔的应用前景。

当在刚性平面上测试时，会发现柔性压力传感器的输出电阻没有变化，并且柔性压力传感器检测到的压力不等于施加的压力，所以它是无法通过检测柔性传感器的电阻变化来监测接触应力。两个刚性平面相接触，表面之间产生接触应力。柔性压力传感器用于测量应力，可以用模型表示：上下表面为刚性面，柔性压力传感器放置在两个刚性平面的中间。柔性压力传感器为苏州能事达电子的DF9-40系列柔性压力传感器。

有效区域为压力传感器的黑色敏感区域。只有当敏感区域受到法向力时，才能通过测量两个电极前的电阻值来计算压力值。一般来说，如果柔性压力传感器的电阻值在测试过程中没有变化或施加压力后不稳定，那是因为敏感区域上的受力不合理且不均匀。

在实际应用中，刚性平面的材料多种多样，如玻璃、塑料、树脂、金属等；加工方式有注塑、冲压、切割、3D打印等。由于设计公差和加工误差，刚性表面并非平坦，表面可能会形成轻微的凸起或凹陷：

(1)当敏感区位于凹位时，施加在刚性表面上的压力不能传递到敏感区，敏感区没有受力或受力较弱。柔性压力传感器电极间反射的电阻小；

(2)当敏感区域位于凸面位置时，平凸面与柔性压力传感器接触面的大小和形状是未知的。如果此时对刚性表面施加压力，将在敏感区域产生不可预测和不可预测的压力。压力稳定；也不利于压力测量；

出现上述问题的原因是柔性压力传感器的厚度较小，一般在0.35mm以内，敏感区域的直径为7.5mm。测试时要保证柔性压力传感器受力良好，不仅要求柔性压力传感器所在的局部区域的平面度，而且整个刚性平面的平面度都足够好防止柔性压力传感器所在位置的刚性平面抬起。

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