粘彈性柔軟壓敏單元初步研究.pdf

1、曲面層間壓力監(jiān)測是提高國防與工業(yè)大型設(shè)備的裝配速度、保證設(shè)備實時準確獲得系統(tǒng)運行狀態(tài)的關(guān)鍵，在人工電子皮膚、國防科技以及汽車制造業(yè)等領(lǐng)域具有重大意義。碳納米管導電性良好，具有極大的長徑比，少量碳納米管填充至聚合物中即可形成導電網(wǎng)絡(luò)，同時保證了復(fù)合材料的柔韌性和壓阻靈敏度，可作為柔性壓力傳感器，由于復(fù)合材料受基體材料的影響，具有粘彈性，電阻受時間依賴性嚴重，傳統(tǒng)的“三明治”結(jié)構(gòu)在恒壓下電阻隨時間變化較大（恒壓下最初60秒內(nèi)電阻變化率大于3

2、5％），嚴重影響傳感器的精度。國內(nèi)外一直致力于減弱其時間依賴性的研究，例如增加導電填料含量或者添加其它固體顆粒，效果不明顯反而會降低復(fù)合材料的柔韌性。本文提出一種新型結(jié)構(gòu)，即電極旁置式結(jié)構(gòu)，不影響柔軟壓敏探頭柔韌性，使復(fù)合材料部分區(qū)域受壓，研究不同位置引出點的電阻-壓力-時間特性規(guī)律，致力于減弱復(fù)合材料的電阻對時間的依賴性。
　　本課題研究的主要內(nèi)容包括:
　　(1)以一定的工藝設(shè)計制備粘彈性柔性壓敏單元試樣，以多壁碳納米管

3、為導電填料，硅橡膠為基體材料，采用溶液共混法，在機械攪拌同時輔以超聲波分散處理，采用多電極電路板為壓敏單元上下導電板，制作出柔軟壓敏單元。
　　(2)設(shè)計實時多路自動采集系統(tǒng)，以C8051F330為電路控制芯片，MAX308為多路模擬開關(guān)，經(jīng)過模擬開關(guān)芯片引入多路電阻，輪流采集電壓信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過串口上傳至上位機進行數(shù)據(jù)處理，保存并分析。
　　(3)實驗數(shù)據(jù)分析，定量分析電阻-壓力-時間特性，并初步定性研究壓敏單元壓阻