System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电容式力传感器、电容式力传感器制备方法及拉力传感器技术_技高网

电容式力传感器、电容式力传感器制备方法及拉力传感器技术

技术编号:44677399 阅读:3 留言:0更新日期:2025-03-19 20:30
本申请公开了一种电容式力传感器、电容式力传感器制备方法及拉力传感器,该柔性力传感器包括第一电极;绝缘层,设置于第一电极上;介电层,设置于所述绝缘层上,所述介电层包括高聚物弹性基体和碳纳米管的多孔海绵结构的复合膜;以及第二电极,设置于所述介电层上。利用多孔海绵结构的介电层的特性,不仅提高了电容式力传感器灵敏度,而且提高了电容式力传感器的测量范围,同时还具有对于微小压力的响应能力及快速响应时间。

【技术实现步骤摘要】

本申请设计传感器,特别是涉及一种电容式力传感器、电容式力传感器制备方法及拉力传感器


技术介绍

1、在柔性力传感器的多样化传感机制中,电容式力传感器因其优良的重复性、温度稳定性、低能耗、高空间分辨率以及对大面积应用的适应性而受到广泛关注。

2、近年来,为了实现更高的灵敏度,主要通过增加气隙或引入导电填料来优化传感器中介电材料的设计。其中,在介电材料中引入气隙的方法包括:采用微纳加工技术创建表面微结构、构建纳米线网络、融入织物或增设间隔层等,以增强气隙对电容变化的影响。同时,为了显著提升导电性,常见的做法包括使用导电纳米材料进行涂覆或将导电填料掺杂到介电材料中。

3、但是,目前这些提升灵敏度的方法仅适用于在较小的力作用范围内,并且灵敏度提升的效果相对有限。因此,如何提高电容式柔性力传感器的力作用范围及灵敏度,是一项亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足,本申请要解决的技术问题是提供一种电容式力传感器、电容式力传感器制备方法及拉力传感器,用于解决现有技术中电容式柔性力传感器的力作用范围小及灵敏度较低的技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本申请提供一种电容式力传感器,包括:

3、第一电极;

4、绝缘层,设置于第一电极上;

5、介电层,设置于所述绝缘层上,所述介电层包括高聚物弹性基体和碳纳米管的多孔海绵结构的复合膜;

6、第二电极,设置于所述介电层上。

7、在本申请的一可选实施例中,在所述介电层中,所述碳纳米管与所述介电层的质量比ω满足:0.5%≤ω≤4%。

8、在本申请的一可选实施例中,所述介电层还包括聚苯胺,所述聚苯胺吸附于所述碳纳米管的表面,与所述碳纳米管形成π-π共轭体系。

9、在本申请的一可选实施例中,所述绝缘层的厚度介于800nm到900nm之间。

10、在本申请的一可选实施例中,所述高聚物弹性基体的材料包括聚二甲基硅氧烷。

11、在本申请的一可选实施例中,所述绝缘层采用聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯和聚酰亚胺中的至少一种。

12、在本申请的一可选实施例中,所述介电层采用牺牲糖模板法制备。

13、为实现上述目的及其他相关目的,本申请还提供一种拉力传感装置,包括:

14、第一组件,具有第一表面;

15、第二组件,具有第二表面,所述第一表面和所述第二表面相对设置;以及

16、电容式力传感器,夹设于所述第一表面和所述第二表面之间,所述电容式力传感器包括:

17、第一电极;

18、绝缘层,设置于第一电极上;

19、介电层,设置于所述绝缘层上,所述介电层包括高聚物弹性基体和碳纳米管的多孔海绵结构的复合膜;以及

20、第二电极,设置于所述介电层上;

21、其中,所述第一组件和所述第二组件被配置为能够在对所述第一组件和/或所述第二组件施加拉力时,减小所述第一表面和所述第二表面之间的间距,以向所述电容式力传感器施加压应力。

22、为实现上述目的及其他相关目的,本申请还提供一种电容式力传感器的制备方法,包括:

23、采用牺牲糖模板法制备介电层,所述介电层包括高聚物弹性基体和碳纳米管的多孔海绵结构的复合膜;

24、制备第一电极、第二电极及绝缘层;

25、将所述第一电极、所述绝缘层、所述介电层及所述第二电极沿从下往上的顺序依次组装,以得到所述电容式力传感器。

26、在本申请的一可选实施例中,所述介电层还包括聚苯胺,所述聚苯胺吸附于所述碳纳米管的表面,与所述碳纳米管形成π-π共轭体系。

27、本申请的电容式力传感器,包括第一电极、绝缘层、介电层及第二电极,所述绝缘层设置于第一电极上,所述介电层包括高聚物弹性基体和碳纳米管的多孔海绵结构的复合膜,所述介电层设置于所述绝缘层上;第二电极,设置于所述介电层上。利用多孔海绵结构的介电层的特性,不仅提高了电容式力传感器灵敏度,而且提高了电容式力传感器的测量范围,同时还具有对于微小压力的响应能力及快速响应时间。

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【技术保护点】

1.一种电容式力传感器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电容式力传感器,其特征在于,在所述介电层中,所述碳纳米管与所述介电层的质量比ω满足:0.5%≤ω≤4%。

3.根据权利要求1所述的电容式力传感器,其特征在于,所述介电层还包括聚苯胺,所述聚苯胺吸附于所述碳纳米管的表面,与所述碳纳米管形成π-π共轭体系。

4.根据权利要求1所述的电容式力传感器,其特征在于,所述绝缘层的厚度介于800nm到900nm之间。

5.根据权利要求1所述的电容式力传感器,其特征在于,所述高聚物弹性基体的材料包括聚二甲基硅氧烷。

6.根据权利要求1所述的电容式力传感器,其特征在于,所述绝缘层采用聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯和聚酰亚胺中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的电容式力传感器,所述介电层采用牺牲糖模板法制备。

8.一种拉力传感装置,其特征在于,包括:

9.一种电容式力传感器的制备方法,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的电容式力传感器的制备方法,其特征在于,所述介电层还包括聚苯胺,所述聚苯胺吸附于所述碳纳米管的表面,与所述碳纳米管形成π-π共轭体系。

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【技术特征摘要】

1.一种电容式力传感器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电容式力传感器,其特征在于,在所述介电层中,所述碳纳米管与所述介电层的质量比ω满足:0.5%≤ω≤4%。

3.根据权利要求1所述的电容式力传感器,其特征在于,所述介电层还包括聚苯胺,所述聚苯胺吸附于所述碳纳米管的表面,与所述碳纳米管形成π-π共轭体系。

4.根据权利要求1所述的电容式力传感器,其特征在于,所述绝缘层的厚度介于800nm到900nm之间。

5.根据权利要求1所述的电容式力传感器,其特征在于,所述高聚物弹性基...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾陇李俊浩杜红彪张高明王雪松常耀文
申请(专利权)人:陕西华涵科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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