一種柔性拉敏電阻傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳感器領域，特別涉及一種柔性拉敏電阻傳感器。
【背景技術】
[0002]英國物理學家開爾文發現金屬在承受壓力(拉力或扭力)后產生機械形變的同時，由于受材料尺寸(長度、截面積)改變的影響，電阻值也發生了特征性變異，即應變電阻效應。人們便從電阻值的變化獲得材料受力的特征和量值，分別開發出壓力敏感型和拉力敏感型的電阻應變傳感器。目前廣泛應用的拉力敏感型電阻應變式傳感器，簡稱拉敏電阻傳感器、拉敏傳感器或拉力傳感器，主要有金屬應變電阻式、半導體應變電阻式、合金應變電阻式等。但是由于傳感材料本身彈性模量的限制，這些應變型電阻傳感元件存在以下缺點:一是缺乏柔性和彈性、不能彎曲，因而在需要彎曲、拉伸等復雜形變的領域的應用受到限制；二是力學量變化幅度較小，因而不能用于形變量較大的領域；三是結構復雜，制造成本高。在生物力學檢測、康復醫療、智能機器人、可穿戴設備等領域的復雜結構力學測量過程中，要求傳感器不但要具備良好的應力-電阻特性，而且要求有優秀的柔韌力學性能。因此，在這些領域中金屬式或半導體式電阻應變傳感器的應用就受到了自身彈性模量的限制。因此，需要尋找新的柔韌性優良的應變型傳感器以滿足新的領域對拉力傳感器柔韌性的要求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種柔性拉敏電阻傳感器，具有良好的柔性和彈性，結構簡單，力學量的變化幅度大。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是一種柔性拉敏電阻傳感器，所述柔性拉敏電阻傳感器包括作為傳感器敏感單元的傳感器基體及制作在傳感器基體兩個端部的金屬電極。所述拉敏傳感器在拉力作用下能夠產生電阻的變化，而通過檢測傳感器電阻值，或者將電阻信號轉化成電壓、電流或電容信號，可以作為力學傳感器，在生物力學、康復醫療、智能穿戴以及人工智能等領域進行力的測量。
[0005]進一步地，所述傳感器基體的形狀為長方體，長度方向與寬度方向的尺寸比例大于1，便于拉伸和收縮，兩端便于固定。
[0006]進一步地，所述傳感器基體的形狀為圓柱體，便于拉伸和收縮，兩端便于固定。
[0007]進一步地，所述傳感器基體為導電橡膠。
[0008]進一步地，所述金屬電極貼附于傳感器基體兩端的表面，或者包覆在傳感器基體兩端。
[0009]進一步地，貼附在傳感器基體兩端表面的金屬電極，為膜結構、箔結構或片狀結構。
[0010]進一步地，包覆在傳感器基體兩端的金屬電極選自圓管狀或者非規則形狀的異型金屬構件。
[0011]有益效果:本實用新型以一種受到拉力后能夠產生較大形變和電阻變化的導電橡膠作為傳感器敏感單元，制備了一種能夠實現復雜形變的柔性拉敏電阻傳感器，而且該傳感器具有良好的柔韌性和彈性，能夠緊貼物體表面設置，具有較大的拉伸型變量，而且結構簡單、制造成本低，在生物力學檢測、康復醫療、人工智能等領域具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0012]圖1是傳感器基體的立體圖；
[0013]圖2是傳感器基體的立體圖；
[0014]圖3是柔性拉敏電阻傳感器的側視圖；
[0015]圖4至6是柔性拉敏電阻傳感器的平面圖；
[0016]圖7是柔性拉敏電阻傳感器的結構示意圖。
[0017]圖中標記:10_傳感器基體；11-金屬電極；12_引出導線。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明:
[0019]圖1是傳感器基體10的立體圖，圖1中，傳感器基體10為長方體，傳感器基體10的上表面和下表面較寬，兩個側面較窄，傳感器基體10的長度方向與寬度方向的尺寸比例為5。
[0020]圖2是傳感器基體10的立體圖，圖2中，傳感器基體10為圓柱體，傳感器基體10的上表面和下表面較寬，兩個側面較窄，傳感器基體10的長度方向與寬度方向的尺寸比例為5。
[0021]優選地，傳感器基體10的長度方向與寬度方向的尺寸比例為8。
[0022]優選地，傳感器基體10的長度方向與寬度方向的尺寸比例為13。
[0023]圖3是柔性拉敏電阻傳感器的側視圖，圖3中，傳感器基體10兩端都貼有金屬電極11，所述金屬電極11貼在傳感器基體10 —側的表面。
[0024]圖4是柔性拉敏電阻傳感器的側視圖，圖4中，傳感器基體10兩端都貼有金屬電極11，每一端的金屬電極11都貼在傳感器基體10其中兩側的表面。
[0025]優選地，所述金屬電極11為膜結構。
[0026]優選地，所述金屬電極11為箔結構。
[0027]優選地，所述金屬電極11為片狀結構。
[0028]結合圖5，傳感器基體10兩端都貼有金屬電極11，金屬電極11上連接有引出導線12，所述引出導線12的方向與傳感器基體10的方向相同。
[0029]結合圖6，傳感器基體10兩端都貼有金屬電極11，金屬電極11上連接有引出導線12，所述引出導線12的方向與傳感器基體10的方向垂直。
[0030]結合圖7，傳感器基體10兩端都包覆有金屬電極11，金屬電極11為圓管狀。
[0031]金屬電極11還可以是非規則形狀的異型金屬構件。
[0032]本實用新型公開的拉敏電阻傳感器具有良好的柔韌性和彈性，能夠緊貼物體表面設置，具有較大的拉伸型變量和拉敏效應，而且結構簡單、制造成本低，在生物力學檢測、康復醫療、人工智能等領域具有廣闊的應用前景。
[0033]以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述柔性拉敏電阻傳感器包括作為傳感器敏感單元的傳感器基體及制作在傳感器基體兩端的金屬電極。2.如權利要求1所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述傳感器基體為長方體。3.如權利要求1所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述傳感器基體為圓柱體。4.如權利要求2所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述傳感器基體的長度方向與寬度方向的尺寸比例大于1。5.如權利要求3或4所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:所述金屬電極貼附于傳感器基體兩端的表面，或者包覆在傳感器基體兩端。6.如權利要求5所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:貼附在傳感器基體兩端表面的金屬電極，為膜結構、箔結構或片狀結構。7.如權利要求5所述的柔性拉敏電阻傳感器，其特征在于:包覆在傳感器基體兩端的金屬電極選自圓管狀或者非規則形狀的異型金屬構件。
【專利摘要】本實用新型公開了一種柔性拉敏電阻傳感器，所述柔性拉敏電阻傳感器包括作為傳感器敏感單元的傳感器基體及制作在傳感器基體兩端的金屬電極。本實用新型的柔性拉敏電阻傳感器在受到拉力后能夠產生較大拉伸形變和電阻值變化，能夠實現復雜形變，具有良好的柔性和彈性，在生物力學檢測、康復醫療、智能穿戴、智能機器人等領域具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】G01L1/22
【公開號】CN205037997
【申請號】CN201520723739
【發明人】李大軍, 李楊, 徐行濤
【申請人】深圳市慧瑞電子材料有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月18日