梯度裂纹阵列应变传感器

灵敏度破两万

仿蝎子腿梯度裂纹结构同步实现超高灵敏度与宽拉伸范围，突破传统传感器的性能权衡。

余森江 · Qianqian, Ye · Yang, Bo · Liu, Xujing · 周红 · 胡亮 · Lu, Chenxi

Chemical Engineering Journal 2024

参数信息

灵敏度系数

21000

传感范围

70 %

检测限

0.02 %

响应时间

80 ms

循环稳定性

15000 cycles

技术优势

灵敏度破两万

梯度裂纹随应变逐级开启，使得电阻变化率最大化，从而获得超高灵敏度。

拉伸范围宽

传感器可承受高达约70%的应变，同时保持高灵敏度，适用于大幅度变形场景。

循环稳定性好

在5%应变下循环15000次后性能保持稳定，适合长期使用。

响应速度快

响应时间低于80毫秒，能够实时捕捉快速动作。

应用场景

• 柔性可拉伸传感器：梯度裂纹结构可同时实现高灵敏与宽拉伸，适合集成到可穿戴设备中。
• 健康监测：传感器可贴附于皮肤，实时监测脉搏、呼吸等微弱生理信号。
• 电子皮肤：高灵敏度与宽拉伸范围使其能够模仿皮肤感知拉伸和微小形变。
• 外骨骼：传感器可检测关节大幅度运动，用于外骨骼运动控制。