The invention discloses a carbon based flexible resistance type pressure sensor, the sensor is four layer film structure, including a flexible polyimide film layer, silver electrode layer, flexible graphene and graphene oxide composite film layer and graphene oxide film insulation protective layer. When the pressure sensor is subjected to pressure or bending strain, the stress of the pressure sensor can be obtained by measuring the change of the resistance at both ends of the silver electrode. The present invention is film shaped structure, flexible nature, working in any angle bending condition; high sensitivity, strain coefficient in 2.1 3; pressure measurement range is 10Pa to 900kPa; has high resolution and ultra fast dynamic response, high frequency signal can measure the dynamic pressure as high as 10kHz the stability is good,; stability by more than 8000 times to repeat the test. The utility model has the advantages of simple preparation process and low equipment cost, and is suitable for wearable devices.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新型传感器
,涉及一种碳基电阻式柔性压力传感器。
技术介绍
压力传感器是一种将压力、应变等物理量转化为电信号的电子器件装置。压力在自然界中是一种十分重要的物理量,在人类的身体上就有无数的压力传感器在感知环境中的压力类信号,从而使得我们可以适应环境、规避危险。当下随着可穿戴设备、机器人、电子皮肤等领域迅速发展,为了让这些人造机器具备类似人的智能,对环境中压力类信号这一物理量的全方位感知和精确测量具有十分重要的意义。然而传统的压力传感器一般是非柔性的刚性材质,在受到较大机械形变时容易毁损,无法工作。因此难以用于可穿戴设备、电子皮肤、机器人的各个关节处等机械形变较大的工作场合。若能有可以正常工作于大范围机械形变的柔性压力传感器,用以采集这些场合的压力、应变等信号,将大大提升机器的感知压力能力。受这类需求的驱动,柔性压力传感器近些年来取得了不少研究进展。不过目前可以工作于大范围机械形变的柔性压力传感器采用的材料往往是杨氏模量低的高分子聚合物等材料,将导电物质填充于这些高分子聚合物中,利用压力产生形变的方法改变聚合物中导电填充物之间的间距,从而改变材料电阻,达到检测压力的目的。这种柔性压力传感器对压力变化的响应时间和恢复时间慢,难以用于测量高频变化的动态压力信号。目前柔性压力传感器中可测得最高动态高频压力信号的是DanLi课题组的研究成果,可分辨测出2kHz的动态压力信号。但是这仍然不能满足高频压力信号测量的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种碳基电阻式柔性压力传感器。该压力传感器具有优良的柔性性质,可以在弯曲任意角度的状态下正常工作, ...
【技术保护点】
一种碳基电阻式柔性压力传感器,其特征在于:该传感器呈四层薄膜结构,包括柔性聚酰亚胺薄膜层、银电极层、柔性石墨烯和氧化石墨烯的复合薄膜层以及氧化石墨烯薄膜绝缘保护层,其中,聚酰亚胺薄膜层厚度为20μm ‑200μm;银电极层厚度500nm‑5μm,生长在聚酰亚胺薄膜层两端;柔性石墨烯和氧化石墨烯的复合薄膜层厚度为50μm‑600μm,该层呈蜂窝式多孔层状结构;氧化石墨烯薄膜绝缘保护层,厚度20μm‑300μm;柔性石墨烯和氧化石墨烯的复合薄膜层与氧化石墨烯绝缘保护层生长在一起,与银电极层粘结在一起。
【技术特征摘要】
1.一种碳基电阻式柔性压力传感器,其特征在于:该传感器呈四层薄膜结构,包括柔性聚酰亚胺薄膜层、银电极层、柔性石墨烯和氧化石墨烯的复合薄膜层以及氧化石墨烯薄膜绝缘保护层,其中,聚酰亚胺薄膜层厚度为20μm-200μm;银电极层厚度500nm-5μm,生长在聚酰亚胺薄膜层两端;柔性石墨烯和氧化石墨烯的复合薄膜层厚度为50μm-600μm,该层呈蜂窝式多孔层状结构;氧化石墨烯薄膜绝缘保护层,厚度20μm-300μm;柔性石墨烯和氧化石墨烯的复合薄膜层与氧化石墨烯绝缘保护层生长在一起,与银电极层粘结在一起。2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于:该压力传感器应变系数在2.1-3;压力测量范围为10Pa-900kPa;测出的高频压力信号为0-10kHz。3.一种权利要求1所述压力传感器的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴幸,刘善彪,张冬冬,郭丛威,谢馨莹,吴婧,王琪,
申请(专利权)人:华东师范大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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