分布式柔性压力传感器的研究

发布时间：2023-04-11 03:18

　　针对风洞试验中用于飞行器上的传统压力传感器灵敏度低、刚性强、体积大和难以实现分布式压力测量等问题,迫切需要一种具有高度柔性的新型压力传感器,能够适用于风洞试验模型上的不规则表面,并且具备模型表面分布式压力测量的能力,同时要求在低压范围内仍能探测到模型表面压力。近年来,随着电子科技的不断发展,柔性压力传感器受到了越来越多的关注。相对于刚性较强的传统压力传感器而言,柔性压力传感器可进行弯曲、折叠等,并且重量轻、体积小,能够适应于复杂的环境以及不规则的表面形态,可以更有效的捕捉外界信号,减少测量时产生的误差。目前,研究人员通过材料、传感机理以及结构设计等方面开发了大量适应于不同应用场景的柔性压力传感器,提升了柔性传感器的性能并开发了多功能的柔性压力传感器,但是仍然很少涉及分布式压力测量这一部分。本文对电容式柔性压力传感器进行了结构优化,设计了可转移的图案化电极,利用微机电系统(MEMS)的加工工艺完成了分布式柔性压力传感器的制备,具备较强的柔韧性,能够适用于不规则的模型表面。利用微结构和压电材料来提高传感器的压力灵敏度,通过实验对所制备的分布式柔性压力传感器进行了特性分析,实现了接近式感应和...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究概述
        1.2.1 新型压力传感器的研究进展
        1.2.2 柔性压力传感器新工艺的研究进展
    1.3 论文内容安排
    1.4 本章小结
2 压力传感器的材质及传感简介
    2.1 电容式柔性压力传感器材质介绍
        2.1.1 电极材料
        2.1.2 柔性基底
    2.2 电容式柔性压力传感系统简介
    2.3 接近式感应原理
    2.4 本章小结
3 压力传感器的制备
    3.1 电极制备方法的确定
    3.2 传感器微结构层模具制备方法的确定
        3.2.1 微纳加工工艺
    3.3 光刻法制备圆柱形微阵列凹槽模具
        3.3.1 材料
        3.3.2 工艺过程
    3.4 传感器的制备流程
    3.5 本章小结
4 压力传感器的内部研究
    4.1 压力传感器阵列电极的研究
        4.1.1 MCNTs分布状况的研究方式
        4.1.2 MCNTs分布状况、团聚对电极的影响
    4.2 压电层PVDF的表征
    4.3 本章小结
5 压力传感器的性能测量与分析
    5.1 接近式感应测量
    5.2 传感器的压力测量及分析
        5.2.1 传感器的灵敏度测量及分析
        5.2.2 微结构介电层的性能测量
    5.3 分布式压力测量
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
附录
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果汇总
致谢



本文编号：3789223