单层拱膜微槽力传感器

水下1 mN分辨力

一种自然启发的极简架构，用单层微槽膜取代传统多层堆叠，从根本上消除层间和微结构对准偏差，实现水下高一致性和稳定性。

Cao, Peilin · 王聪 · 牛士超 · 韩志武 · Liu, Linpeng · 段吉安

Materials Science and Engineering: R: Reports 2024

具体参数

灵敏度

{'zh': '27.6', 'en': '27.6'} N⁻¹

力分辨率

{'zh': '1', 'en': '1'} mN

响应时间

{'zh': '70', 'en': '70'} ms

循环稳定性

{'zh': '5000', 'en': '5000'} cycles

线性度

{'zh': '0.996', 'en': '0.996'}

力检测极限

{'zh': '1', 'en': '1'} mN

技术优势

不靠多层，天生一致

单层拱形膜配合一条微槽的简约结构，从根本上避开了多层堆叠带来的层间偏差和微结构对准难题，传感器一致性得到保证。

水下 5000 次循环不衰减

经过5000次循环测试后仍保持优异稳定性，线性度达0.996，满足长期水下监测需求。

应用场景

• 水下电子皮肤：为水下机器人提供灵敏触觉，分辨水流、障碍和接触。
• 水下航行器感知：实时监测航行器表面压力变化，辅助姿态和速度控制。
• 水下压力传感：高分辨力测水下微弱压力波动，用于环境监测或结构健康。
• 水下生物监测：捕获水下生物活动产生的微小力信号，不干扰其行为。