微结构阵列柔性压力传感器

高灵敏宽线性

利用热压印在AgNPs/PDA/TPU电纺纤维表面构建凸起微结构阵列，同步提升灵敏度与线性检测范围。

Chaoying, Wang · 马传国 · Zhuping, Han · Mengnan, Li · Lu, Shaoning · 戴培邦

Sensors and Actuators, A: Physical 2024

具体参数

灵敏度

{'zh': '10.44', 'en': '10.44'} kPa⁻¹

线性检测范围

{'zh': '20', 'en': '20'} kPa

响应时间

{'zh': '110', 'en': '110'} ms

恢复时间

{'zh': '90', 'en': '90'} ms

循环稳定性

{'zh': '1000', 'en': '1000'} cycles

技术优势

线性范围更宽

引入凸点微阵列，导电层变形更均匀，线性检测范围从15 kPa 拓宽至 20 kPa。

灵敏度更高

微结构增加接触面积和应力集中，灵敏度从 8.13 kPa⁻¹ 提升至 10.44 kPa⁻¹。

快速响应恢复

响应时间和恢复时间分别为 110 ms 和 90 ms，适用于动态压力检测。

循环稳定性好

在10 kPa 压力下经过1000次压缩循环后，传感器仍保持稳定性能。

应用场景

• 电子皮肤：贴附于机器人或假肢表面，感知触摸、滑动等压力变化。
• 健康监测：集成于穿戴设备，实时监测关节运动和生理信号。
• 人机交互：用于柔性触摸界面，识别按压、声带振动等指令。
• 柔性压力检测：替代刚性压力传感器，适应曲面或不规则表面。
• 机器人触觉传感：赋予机器人指尖触觉，实现抓取力度和纹理识别。