三线压力传感器原理_柔性压力传感器的开发——设计原理

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我是靠谱客的博主害怕发夹，最近开发中收集的这篇文章主要介绍三线压力传感器原理_柔性压力传感器的开发——设计原理，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

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1 引言

近年来，许多的专家学者对基于外延层和柔性压力衬底的传感器和 MEMS 压力传感器的应用进行了研究。以柔性压力材料为衬底的传感器具有良好的电绝缘性及力学性能，使得柔性压力基底材料的传感器和 MEMS 柔性压力传感器被广泛应用。基于柔性外延层和压力衬底传感器目前作为一种新型的压力传感器已经发展成为各种电子设备的皮肤、可穿戴传感器等电子设备、柔性人机交互设备等各种领域的核心元件。现如今，随着信息化时代的不断发展，基于柔性基底的各种压力传感器正逐渐应用在娱乐、汽车、医疗、消费电子和工业等领域。本文主要就以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基底、锆钛酸铅(PZT)纤维为压电材料的压力传感器进行两种不同结构(平行与圆形)的结构设计和工艺流程的完善，进而提高以柔性材料为基底的压力传感器的工作灵敏度和系统的稳定性。

2.柔性压力传感器的结构设计及原理分析

2.1 柔性压力传感器的结构设计

柔性压力传感器的结构和组成部分如图1所示。根据柔性压力传感器的性能需求，本文使用 PZT-5H 作为制作纳米纤维的材料。

图1 传感器结构示意图

2.2 柔性压力传感器的原理分析

柔性压力传感器的原理是以输出电信号的大小来表示被施加的压力信号的大小，当对柔性压力传感器施加压力而使其发生变形时，一根纳米纤维在施加的压力作用下发生形变，其自身会出现极化现象，正负离子游动在纳米纤维的两端，一端聚集正离子另一端聚集负离子，这样便形成了电势差。本文的柔性压力传感器是将 PZT 纳米纤维和叉指电极结合在一起，与叉指电极接触的纳米纤维相当于在叉指之间被阻断成一个电势差，整体的传感器就是无数个电势差并联在一起的；传感器的压电特性由材料而定，当选定材料后，叉指电极两端的电势差的大小便随着施加压力的大小变化而变化，所以施加在传感器上的压力大小能被叉指电极两端测量的电压大小计算出来。柔性压力传感器的原理如图2所示。