应变传感

摘要： 高灵敏度、宽感应范围的柔性力敏传感器是当前柔性传感领域的重要需求。通过将MXene覆盖在氨纶包覆纱纤维表面,制备了一种新型的氨纶纤维应变式电阻传感器。该传感器能将拉伸应变转换成传感器内部导电通道的断裂和重组,进而引起电阻变化。对传感器的拉伸性能和应变传感性能进行检测,检测结果显示,提出的传感器具有较宽的应变范围、较好的稳定性和可重复性、较高的灵敏度。该传感器在0%~40%、40%~50%的应变范围下,传感器的灵敏度分别约为5.82、46.61,且能够稳定地监测手指的弯曲和伸展运动,在未来的可穿戴电子产品中具有潜在的应用价值。

摘要： 激光直写是一种高效、可规模化制备柔性电子器件的技术。本文采用激光直写技术在具有良好介电性能的聚酰亚胺薄膜上制备了一种可用于应变传感和湿度传感的柔性环形天线传感器。利用激光碳化聚酰亚胺获得的材料表面呈现多孔及堆叠片层碳结构,当施加于天线上的应变和环境湿度改变时,天线的谐振频率会发生规律变化,进而实现应变和湿度感知。制备的环形天线传感器的应变响应灵敏度为−8.943 kHz/με,湿度响应灵敏度为−6.45 MHz/RH%。采用激光直写技术制备的天线传感器可以广泛应用于结构健康监测等领域。

摘要： 制备可自愈合离子凝胶及测试其应变和湿度感应,可用作本科新生的普通化学实验,经拓展内容后也适用于应用化学、高分子化学和材料科学与工程等相关专业本科生的综合实验。实验采用自由基聚合法将1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐([VBIm][BF_(4)])制备成交联聚合物凝胶(PIL),1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm][BF_(4)],IL)充盈其中作为溶剂和添加剂。该PIL/IL离子凝胶中存在游离态的离子液体,具有良好的导电性,可对应变和湿度变化产生响应;同时,因具有较强离子键相互作用,该离子凝胶具有自愈合能力,可重复使用。

摘要： 近年来,柔性电子技术突破了传统电子产品无法变形的局限,以其独特的柔性在电子、能源、医疗、信息、国防等多个领域具有广泛的应用。作为柔性电子器件基本的结构单元,金属薄膜/柔性基体体系在服役过程中难免会受到拉、压、弯和扭等变形的作用。面对严苛的服役条件,金属薄膜/柔性基体体系如何保持其结构的稳定性对材料制备、界面设计、结构设计均提出了更高的挑战。作为最常使用的基体材料,聚二甲基硅氧烷(PDMS)的弹性模量较低,变形过程中对金属薄膜的约束作用较弱,且膜基界面结合强度也较低,导致PDMS基体上金属薄膜的延展性较差,甚至在沉积态金属薄膜即发生断裂,这一直以来都是制约柔性电子器件发展的关键问题。近年来研究人员针对PDMS基体上金属薄膜的变形和断裂行为开展了较为系统的研究,试图从薄膜优化制备、增强膜基界面结合、薄膜/基体结构设计等方面提高其延展性。在金属薄膜优化制备方面,通过调控制备工艺以改善薄膜应力状态,压缩应力有助于提高体系的延展性;在膜基界面改性方面,通过紫外-臭氧处理、氧等离子体处理、添加界面结合层以改善金属薄膜与PDMS基体之间的界面结合性能,提高体系延展性。然而,仅通过改变制备工艺和界面特性来提高体系延展性的调控空间非常有限。鉴于此,研究人员通过薄膜/基体结构设计、引入褶皱/屈曲结构的方法,大幅提高了体系的延展性,为柔性电子器件的工程化应用提供了可能。此外,断裂是薄膜最常见的失效形式之一,显著影响金属薄膜/柔性基体的延展性,研究人员通常通过上述手段避免薄膜发生断裂,而如果可以合理控制金属薄膜的断裂行为并加以利用,则可实现其正面贡献。近来,通过对PDMS基体上金属薄膜断裂行为的有效调控,证实了含裂纹结构的金属薄膜在柔性应变传感领域的应用潜力。本文归纳了PDMS基体上金属薄膜变形与断裂行为的研究进展,分别对薄膜优化制备、PDMS基体表面改性、界面过渡层设计以及薄膜褶皱/屈曲结构设计等提高体系延展性的方法进行介绍,总结了目前仍面临的问题并展望了其发展前景,为高性能柔性电子器件的优化制备与结构设计提供理论参考和应用指导。

摘要： 以肝素钠为分散剂,碳纳米管为导电填料,制备肝素钠分散的碳纳米管墨水HS-CNT,通过紫外光谱、Zeta电位和拉曼光谱分析HS-CNT墨水的分散效果。以HS-CNT墨水为“染液”,利用传统浸轧染色工艺,在棉针织物表面沉积CNT作为应变传感层,组装后得到CNT基织物应变传感器。表征了CNT基织物的形貌和导电性能,并测试织物应变传感器的传感性能和生物相容性。结果表明,棉针织物在HS-CNT墨水中浸轧染色5次后,其纤维表面CNT基本达到饱和状态且分散均匀,织物的电阻为28.5 kΩ;该织物应变传感器在0~50%的应变条件下显示出良好的循环稳定性和回复性,且具有优异的生物相容性。

摘要： 针对油气开采微地震监测高频检波器的要求,提出了一种基于对称铰链的光纤布拉格光栅高频加速度检波器结构,分析了该检波器的振动传感原理,利用仿真软件分析了该结构模型的谐振频率,同时对检波器的幅频特性、加速度响应灵敏度、横向抗干扰性能、冲击响应等性能进行了实验研究。实验结果表明:基于对称铰链结构的光纤布拉格光栅检波器谐振频率为1200 Hz,与利用软件仿真的谐振频率1191 Hz结果一致;在工作频率20~800 Hz,加速度灵敏度约为10.2 pm/g,线性系数为0.9998;交叉轴灵敏度约为主轴的5%;在谐振频率附近有很好的冲击响应特性。该检波器加工工艺简单、可靠性高、工作频带宽、灵敏度高、横向抗干扰性好,在石油开采等领域有很好的应用前景。

摘要： 本文以双绉丝绸为原料,通过高温热处理得到具有导电性的碳化蚕丝布,并与聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体和Fe_(3)O_(4)纳米颗粒复合,制备了一种柔性应变/磁双模式传感器。该传感器应变范围为0%~60%,表现出可拉伸性,其应变灵敏度(GF)最高为9.49,并且在200多次拉伸/回复过程中具有良好的稳定性。Fe_(3)O_(4)的添加赋予了传感器对50 mT以下小磁场的响应,当Fe_(3)O_(4)的添加量为25wt%时,其磁场灵敏度(GF)可达39.73%/T。该传感器能够准确地监测手指弯曲和磁场大小,实现了双模式传感。最终成功制备了一种非接触式的磁电开关,实现了可视化的磁场检测。

摘要： 为提高碳纳米管(CNT)膜卷纱传感性能,通过喷涂的方式制备聚(3,4-二氧乙撑噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)/CNT复合薄膜,采用自主搭建的加捻装置加捻制备宽度与捻度不同的12种PC(PEDOT:PSS/CNT)膜卷纱.通过直径与外观以及拉伸-电阻变化测试,研究分析PC膜卷纱的力学性能、传感性能及传感循环稳定性能,与CNT膜卷纱的性能进行对比分析.结果表明:在最优的测试参数下,PC膜卷纱的传感系数(GF值)为3.23,比相同参数下未复合PEDOT:PSS的CNT膜卷纱提高了412％.

摘要： 提出一种基于S形-错位结构的全光纤马赫-曾德干涉仪(MZI)双参量传感器.该传感结构是采用单模光纤在光纤熔接机中通过简单的放电和熔接等步骤制备而成.顺时针扭转时,传感器的传输光谱向短波长方向偏移;逆时针扭转,向长波长方向偏移.对传感器的实验研究结果表明,该传感器在光纤横截面上顺时针和逆时针两个旋转方向上的扭曲传感灵敏度分别为?223 pm/(rad·cm?1),140 pm/(rad·cm?1),且可实现扭转方向的判别,在一定应变范围内的应变灵敏度为0.145×106 dB/ε(这里ε为应变),且温度交叉灵敏度极小,可忽略不计.因此,这种基于单模光纤的纤芯-包层MZI双参量传感器具有传感灵敏度高,体积小巧,工艺简单,成本低廉且可判别扭转方向的优点,有望成为众多双参量测量操作中良好的候选仪器之一.

摘要： 对光纤布拉格光栅应变传感、温度传感、应变传感的温度剔除以及温度与应变对布拉格中心波长的耦合作用进行了较为系统的探讨.通过计算表明,光栅中心波长的变化对传感系数影响很小,只要应变与温度能完全传递到光纤光栅,不考虑这种影响对测试结果影响很小,完全满足工程实际的需要,为光纤光栅传感的简单标定提供了理论依据.通过试验得到的通用光纤光栅的波长变化与应变关系系数与理论计算一致.

摘要： 电阻应变片在用于船舶与海洋结构物应变测量时，存在必需清除结构表面涂层、连接和维护大量导线，工作量繁重等缺点，而且其使用寿命也非常短。本文利用压电薄膜开发了一种适用于船舶与海洋结构物的新型非接触式应变测量技术，其主要特点体现在压电薄膜传感器被保护在涂层下面可以长期反复利用，无需在传感器上连接导线，而且组合式压电薄膜可以实现通过单次测量获得随机载荷作用下结构物表面的任意单向应变等。文中首先根据压电方程推导了新型组合式压电薄膜输出电压和被测单向应变之间的关系。然后根据静电电压表探头的测量原理，分析了探头和被测结构表面之间的零电场技术，从理论上预测可以对埋藏在油漆涂层下的压电薄膜进行感应电荷检测。最后，通过实验对涂层下压电薄膜的感应电荷检测以及组合式压电薄膜传感器测量单向应变的可行性和精度进行了验证。实验结果表明，该技术在船舶与海洋结构物应变测量应用上具有重要的实用价值。

摘要： 电阻应变片在用于船舶与海洋结构物应变测量时，存在必需清除结构表面涂层、连接和维护大量导线，工作量繁重等缺点，而且其使用寿命也非常短。本文利用压电薄膜开发了一种适用于船舶与海洋结构物的新型非接触式应变测量技术，其主要特点体现在压电薄膜传感器被保护在涂层下面可以长期反复利用，无需在传感器上连接导线，而且组合式压电薄膜可以实现通过单次测量获得随机载荷作用下结构物表面的任意单向应变等。文中首先根据压电方程推导了新型组合式压电薄膜输出电压和被测单向应变之间的关系。然后根据静电电压表探头的测量原理，分析了探头和被测结构表面之间的零电场技术，从理论上预测可以对埋藏在油漆涂层下的压电薄膜进行感应电荷检测。最后，通过实验对涂层下压电薄膜的感应电荷检测以及组合式压电薄膜传感器测量单向应变的可行性和精度进行了验证。实验结果表明，该技术在船舶与海洋结构物应变测量应用上具有重要的实用价值。

摘要： 电阻应变片在用于船舶与海洋结构物应变测量时，存在必需清除结构表面涂层、连接和维护大量导线，工作量繁重等缺点，而且其使用寿命也非常短。本文利用压电薄膜开发了一种适用于船舶与海洋结构物的新型非接触式应变测量技术，其主要特点体现在压电薄膜传感器被保护在涂层下面可以长期反复利用，无需在传感器上连接导线，而且组合式压电薄膜可以实现通过单次测量获得随机载荷作用下结构物表面的任意单向应变等。文中首先根据压电方程推导了新型组合式压电薄膜输出电压和被测单向应变之间的关系。然后根据静电电压表探头的测量原理，分析了探头和被测结构表面之间的零电场技术，从理论上预测可以对埋藏在油漆涂层下的压电薄膜进行感应电荷检测。最后，通过实验对涂层下压电薄膜的感应电荷检测以及组合式压电薄膜传感器测量单向应变的可行性和精度进行了验证。实验结果表明，该技术在船舶与海洋结构物应变测量应用上具有重要的实用价值。

摘要： 电阻应变片在用于船舶与海洋结构物应变测量时，存在必需清除结构表面涂层、连接和维护大量导线，工作量繁重等缺点，而且其使用寿命也非常短。本文利用压电薄膜开发了一种适用于船舶与海洋结构物的新型非接触式应变测量技术，其主要特点体现在压电薄膜传感器被保护在涂层下面可以长期反复利用，无需在传感器上连接导线，而且组合式压电薄膜可以实现通过单次测量获得随机载荷作用下结构物表面的任意单向应变等。文中首先根据压电方程推导了新型组合式压电薄膜输出电压和被测单向应变之间的关系。然后根据静电电压表探头的测量原理，分析了探头和被测结构表面之间的零电场技术，从理论上预测可以对埋藏在油漆涂层下的压电薄膜进行感应电荷检测。最后，通过实验对涂层下压电薄膜的感应电荷检测以及组合式压电薄膜传感器测量单向应变的可行性和精度进行了验证。实验结果表明，该技术在船舶与海洋结构物应变测量应用上具有重要的实用价值。

摘要： 电阻应变片在用于船舶与海洋结构物应变测量时，存在必需清除结构表面涂层、连接和维护大量导线，工作量繁重等缺点，而且其使用寿命也非常短。本文利用压电薄膜开发了一种适用于船舶与海洋结构物的新型非接触式应变测量技术，其主要特点体现在压电薄膜传感器被保护在涂层下面可以长期反复利用，无需在传感器上连接导线，而且组合式压电薄膜可以实现通过单次测量获得随机载荷作用下结构物表面的任意单向应变等。文中首先根据压电方程推导了新型组合式压电薄膜输出电压和被测单向应变之间的关系。然后根据静电电压表探头的测量原理，分析了探头和被测结构表面之间的零电场技术，从理论上预测可以对埋藏在油漆涂层下的压电薄膜进行感应电荷检测。最后，通过实验对涂层下压电薄膜的感应电荷检测以及组合式压电薄膜传感器测量单向应变的可行性和精度进行了验证。实验结果表明，该技术在船舶与海洋结构物应变测量应用上具有重要的实用价值。

摘要： 针对金属结构件可能出现的疲劳性的裂损或外力造成的破坏，应用智能压电材料，建立了基于PVDF压电薄膜敏感元件的等效模型与传感方程，并利用其响应快、灵敏度高、机械性能好等优点，对金属构件裂纹的萌生、扩展与断裂过程进行了实验研究。通过对特征信号的分析，为金属结构的损伤、损伤定位和安全评定提供了一种新的检测和分析的方法，实验表明，检测结果稳定、灵敏度高，重复性好，为实际工程应用奠定了一定基础。

摘要： 针对金属结构件可能出现的疲劳性的裂损或外力造成的破坏，应用智能压电材料，建立了基于PVDF压电薄膜敏感元件的等效模型与传感方程，并利用其响应快、灵敏度高、机械性能好等优点，对金属构件裂纹的萌生、扩展与断裂过程进行了实验研究。通过对特征信号的分析，为金属结构的损伤、损伤定位和安全评定提供了一种新的检测和分析的方法，实验表明，检测结果稳定、灵敏度高，重复性好，为实际工程应用奠定了一定基础。

摘要： 针对金属结构件可能出现的疲劳性的裂损或外力造成的破坏，应用智能压电材料，建立了基于PVDF压电薄膜敏感元件的等效模型与传感方程，并利用其响应快、灵敏度高、机械性能好等优点，对金属构件裂纹的萌生、扩展与断裂过程进行了实验研究。通过对特征信号的分析，为金属结构的损伤、损伤定位和安全评定提供了一种新的检测和分析的方法，实验表明，检测结果稳定、灵敏度高，重复性好，为实际工程应用奠定了一定基础。

摘要： 针对金属结构件可能出现的疲劳性的裂损或外力造成的破坏，应用智能压电材料，建立了基于PVDF压电薄膜敏感元件的等效模型与传感方程，并利用其响应快、灵敏度高、机械性能好等优点，对金属构件裂纹的萌生、扩展与断裂过程进行了实验研究。通过对特征信号的分析，为金属结构的损伤、损伤定位和安全评定提供了一种新的检测和分析的方法，实验表明，检测结果稳定、灵敏度高，重复性好，为实际工程应用奠定了一定基础。

摘要： 提高应变计型传感器及利用该传感器的应变计型传感器单元的灵敏度。在测量从外部施加的多轴的力、力矩、加速度、角加速度中的至少1个的应变计型传感器(1)中，在将受力部(11)的上端部附近和配置在受力部(11)的周围的固定部(12)连结的大致圆板形状的连结部(13)的内缘部及外缘部上，分别形成有壁厚不同的膜片(15、16)。并且，将膜片(15)和膜片(16)的壁厚设定为，使在通过原点(O)的直线与膜片(15)及膜片(16)的交点上的应变相等。此外，在通过原点(O)的直线与膜片(15)及膜片(16)的交点上配置应变计。

摘要： 提高应变计型传感器及利用该传感器的应变计型传感器单元的灵敏度。在测量从外部施加的多轴的力、力矩、加速度、角加速度中的至少1个的应变计型传感器(1)中，在将受力部(11)的上端部附近和配置在受力部(11)的周围的固定部(12)连结的大致圆板形状的连结部(13)的内缘部及外缘部上，分别形成有壁厚不同的膜片(15、16)。并且，将膜片(15)和膜片(16)的壁厚设定为，使在通过原点(O)的直线与膜片(15)及膜片(16)的交点上的应变相等。此外，在通过原点(O)的直线与膜片(15)及膜片(16)的交点上配置应变计。

摘要： 一种应变传感器及其形成方法、一种应变传感器阵列及其形成方法，其中应变传感器包括：弹性衬底；位于部分弹性衬底表面的敏感薄膜；位于所述弹性衬底表面与所述敏感薄膜两端分别连接的电极；所述电极与弹性衬底之间形成有塑化层。所述应变传感器的性能提高。

摘要： 本申请公开了石墨烯应变传感器及石墨烯应变传感器的制备方法，该石墨烯应变传感器中的导电层包括由两个或者两个以上多层石墨烯单元形成的堆叠结构。该石墨烯应变传感器中的多层石墨烯单元通过常压化学气相沉积法制备，并利用蚀刻液除去多层石墨烯单元的生长衬底，得到自支撑多层石墨烯单元；将自支撑多层石墨烯单元转移至另一搭载有多层石墨烯单元的生长衬底，如此循环，可以得到两个或两个以上多层石墨烯单元形成的堆叠结构，作为石墨烯应变传感器的导电层。本申请提供的石墨烯应变传感器既具有较宽的检测范围，又具有较高的灵敏度。

摘要： 本发明公开了一种柔性电阻式应变传感器的制备方法及应变传感器，属于传感器领域，首先在ITO导电玻璃上，采用电化学聚合的方法，在无水乙醇的聚合电解液体系中制备了本征态导电的聚吡咯薄膜，由于聚合的过程中加入了3‑乙基‑吡咯单体，乙基的位阻效应减少了PPy链之间的交联，所得的PPy有很好的柔性、延展性，最终制备的传感器的相对电阻和应变之间的线性非常好。这种传感器一方面由于使用了结构稳定的本征态导电PPy，因此应变的线性度好；另一方面由于导电应变层和封装层均为聚合物，在长期使用的过程中，界面连接牢固，传出的信号比较稳定。

摘要： 本申请属于传感器技术领域，具体涉及一种用于粮食钢板筒仓的应变传感器和应变传感器的安装方法；其中的应变传感器包括：端子底板、应变片底板、全桥应变片、防水保护层、防护壳、端子、外引线；所述全桥应变片设置于所述应变片底板表面，所述端子设置于所述端子底板表面，所述防水保护层覆盖于所述全桥应变片和所述端子表面，所述防护壳设置于所述防水保护层的外部；所述端子分别和所述全桥应变片、所述外引线连接。本申请的应变传感器为适应波浪形薄壁钢板筒仓应力应变长期监测而设计，经济耐用，具有防水功能，从而提高了应变测量精度和测量可靠性，可满足粮食钢板筒仓长期应变监测的需求。

摘要： 本发明涉及一种应变传感器的制备方法以及应变传感器，该制备方法包括步骤：1)将预设目数的砂纸用清洗液清洗晾干后固定于硬质基板表面；2)将柔性基底原液涂覆于砂纸表面，待柔性基底原液固化后，将砂纸从柔性基底表面剔除，并将柔性基底清洗干净，形成具有三维表面结构的柔性基底；3)在三维表面结构的表面上放置掩模版，制备图案化的金属膜；4)在金属膜的外接电路接口连接柔性电路板；5)在图案化的金属膜上设置封装层进行封装；上述制备方法可确保器件优秀的可重复性，三维表面结构可减少金属膜的大断裂裂纹以提高传感检测范围，柔性电路板不易拉断，也不易氧化，可提高器件稳定性及可靠性，并且可通过对金属膜的设计来改变器件灵敏度。

摘要： 本申请公开一种应变传感膜、压力传感器、应变感测系统，其中，应变传感膜包括半导体薄膜(20)，通过在半导体薄膜(20)内设置温度传感器(203)，获得更精确的传感膜的温度，并结合校准测试得到的有效灵敏度系数与温度关系表对应变传感膜的灵敏度进行修正，实现更好的有效灵敏度系数补偿，可以充分利用半导体薄膜应变片的高灵敏度，可以广泛应用于需要测量局部应变或者应变变化、力或力变化、压力或压力变化、位移、变形、弯曲或弯曲的应用场景中。

摘要： 本发明涉及应变传感器制备技术领域，具体而言，涉及一种柔性应变传感器的制备方法以及柔性应变传感器。该制备方法，包括以下步骤：在柔性基底上制备薄膜绝缘层；在所述薄膜绝缘层的一侧形成第一碳层；在所述第一碳层远离所述薄膜绝缘层的一侧形成催化金属层；在所述催化金属层远离所述第一碳层的一侧形成第二碳层；执行退火工艺，使所述柔性基底和所述催化金属层之间形成多层石墨烯；其中，所述第一碳层、所述催化金属层和所述第二碳层的形状相同且依次层叠设置，所述第一碳层、所述催化金属层和所述第二碳层整体形成电阻栅和电极连接结构。

摘要： 本实用新型涉及一种应变传感器系统，包括：第一基板，其具有限定第一纵轴的细长形状；第一应变传感器，其被设置在第一基板上；第二基板，其具有限定第二纵轴的细长形状；第二应变传感器，其被设置在第二基板上；以及控制单元，被配置为处理由第一应变传感器和第二应变传感器产生的测量数据，其中第一基板和第二基板设置成使得第一纵轴相对于第二纵向轴线正交或基本正交地布置。本文进一步涉及一种包括应变传感器系统的机器元件，诸如车轴。