粘彈性柔軟壓敏單元初步研究.pdf

1、曲面層間壓力監(jiān)測(cè)是提高國(guó)防與工業(yè)大型設(shè)備的裝配速度、保證設(shè)備實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)鍵，在人工電子皮膚、國(guó)防科技以及汽車(chē)制造業(yè)等領(lǐng)域具有重大意義。碳納米管導(dǎo)電性良好，具有極大的長(zhǎng)徑比，少量碳納米管填充至聚合物中即可形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)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(shí)間依賴(lài)性嚴(yán)重，傳統(tǒng)的“三明治”結(jié)構(gòu)在恒壓下電阻隨時(shí)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(yán)重影響傳感器的精度。國(guó)內(nèi)外一直致力于減弱其時(shí)間依賴(lài)性的研究，例如增加導(dǎo)電填料含量或者添加其它固體顆粒，效果不明顯反而會(huì)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(diǎn)的電阻-壓力-時(shí)間特性規(guī)律，致力于減弱復(fù)合材料的電阻對(duì)時(shí)間的依賴(lài)性。
　　本課題研究的主要內(nèi)容包括:
　　(1)以一定的工藝設(shè)計(jì)制備粘彈性柔性壓敏單元試樣，以多壁碳納米管

3、為導(dǎo)電填料，硅橡膠為基體材料，采用溶液共混法，在機(jī)械攪拌同時(shí)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(dǎo)電板，制作出柔軟壓敏單元。
　　(2)設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)多路自動(dòng)采集系統(tǒng)，以C8051F330為電路控制芯片，MAX308為多路模擬開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)模擬開(kāi)關(guān)芯片引入多路電阻，輪流采集電壓信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過(guò)串口上傳至上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，保存并分析。
　　(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，定量分析電阻-壓力-時(shí)間特性，并初步定性研究壓敏單元壓阻