柔性薄膜壓力傳感器是由綜合機(jī)械性能優(yōu)異的聚酯薄膜, 高導(dǎo)電材料和納米級(jí)壓力敏感材料組成，頂層是柔性薄膜和復(fù)合在上面的壓敏層，底層是柔性薄膜和復(fù)合在上面的導(dǎo)電線路。兩者通過(guò)雙面膠貼合以及隔離感應(yīng)區(qū)域。當(dāng)感應(yīng)區(qū)受壓時(shí)，在底層彼此斷開(kāi)的線路會(huì)通過(guò)頂層的壓敏層導(dǎo)通，端口的電阻輸出值隨著壓力變化。無(wú)壓力按壓時(shí)，傳感器的輸出阻值大于 2M Ω，有壓力按壓時(shí)，電阻值迅速降低。
一個(gè)在特定測(cè)試條件下電阻隨壓力變化的曲線。很顯然是非線性的。
需要注意的是，傳感器安裝后的結(jié)構(gòu)和施壓器（直接施加壓力到傳感器的部分）可以很明顯的改變特性曲線。上圖所示的數(shù)據(jù)表曲線可用于設(shè)計(jì)參考，實(shí)際使用時(shí)，需要在真實(shí)的使用結(jié)構(gòu)環(huán)境下進(jìn)行校準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)良好的精度。
精度說(shuō)明
力與電阻的精度因傳感器型號(hào)而異，假定設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)具備一致的驅(qū)動(dòng)裝置，傳感器的精度通常為 10 ％左右。在需要高絕對(duì)準(zhǔn)確度的設(shè)計(jì)中，柔性薄膜壓力傳感器無(wú)法替代應(yīng)變片或稱(chēng)重傳感器。但是，在相對(duì)或過(guò)程絕對(duì)測(cè)力 的應(yīng)用中，柔性薄膜壓力傳感器具有非常大的優(yōu)勢(shì) 。柔性薄膜壓力傳感器的應(yīng)用電路中無(wú)需橋式電路或任何放大器，非常易于集成并且性價(jià)比高 。
例如，柔性薄膜壓力傳感器 在各種各樣的人體觸摸應(yīng)用中表現(xiàn)突出，其中絕對(duì)力的 10 ％差異幾乎察覺(jué)不到。柔性薄膜壓力傳感器 的相對(duì)準(zhǔn)確性非常好， 因此也適合于注重力的分布而對(duì)絕對(duì)力 重量并不特別在意的應(yīng)用，比如壓力分布測(cè)量。
區(qū)分力和壓力
嚴(yán)格意義上，柔性薄膜壓力傳感器檢測(cè)壓力（力x 面積）而不是力。使用不同接觸面積的物體施加同等力到傳感器將導(dǎo)致完全不同的電阻響應(yīng)。一致的機(jī)械致動(dòng)對(duì)傳感器的電阻輸出一致性有著非常重要的影響。
施加壓力器件
施加壓力器件對(duì)于提高柔性薄膜壓力傳感器的重復(fù)性至關(guān)重要。施加壓力器件是指結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中與傳感器直接接觸并施加壓力到傳感器的部分。有如下三種施加壓力器件:
1. 圓盤(pán)式施壓器
圓盤(pán)式施壓 器 形狀可覆蓋傳感區(qū)域的 80 ％。圓盤(pán)式致動(dòng)器 通常由橡膠或其他半柔性材料制成。如硅橡膠具有優(yōu)異的 回彈 性 其他如聚氨酯橡膠或者泡沫硅膠也是不錯(cuò)的選擇。這種方式適用于要求高靈敏度響應(yīng)的應(yīng)用。
2. 圓頭式施壓器
圓頭式施壓器 類(lèi)似于圓盤(pán)式施壓器頭部是圓頂或圓角的。圓頂?shù)氖浩骺梢垣@取更好的傳感器的線性度。
3. 覆蓋式施壓器
覆蓋式施壓器使用面積較大的墊，如泡沫，橡膠或其他柔性材料，覆蓋整個(gè)傳感器 。這種方式適用于響應(yīng)壓力較大，響應(yīng)量程范圍較大的應(yīng)用 。
設(shè)計(jì)采集電路
柔性薄膜傳感器（Rs）串聯(lián)一個(gè)固定電阻（R0），測(cè)量固定電阻兩端的輸出電壓。通過(guò)選擇合適的固定電阻可以使壓力和輸出電壓在一定壓力范圍內(nèi)呈現(xiàn)一定程度的近似線性關(guān)系。
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