柔性膜挤压式压力传感器的研制

摘要

本文研制了一种可以测量两平行平面间挤压力的柔性膜式挤压力传感器,总厚度在2.5 mm～4.0 mm的范围.传感器由柔性超弹性材料、硬质材料片及电阻应变片组成.通过在受压膜中局部产生拉应变的方法实现了用电阻应变片测量挤压力的目的.传感器既拥有超弹性材料的柔性特点,同时继承了电阻应变片使用方便,技术成熟稳定、输入输出线性好、零频响以及性能稳定等优点.传感器可在周边约束和周边自由两种方式下工作.通过不同的标定方法,对传感器在周边约束和周边自由两种的性能进行了分析,进而提出了正确使用传感器的方法.该传感器除了挤压力测量外,结构略作改进后可以扩展到其他力学量的测量.以实例的方式给出测量微压力和指尖按压力的两种拓展型传感器的结构,示意性地展示了传感器对于手指接触力以及脉搏跳动的测量.