[实用新型]一种柔性拉敏电阻传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，特别涉及一种柔性拉敏电阻传感器。

背景技术

英国物理学家开尔文发现金属在承受压力（拉力或扭力）后产生机械形变的同时，由于受材料尺寸（长度、截面积）改变的影响，电阻值也发生了特征性变异，即应变电阻效应。人们便从电阻值的变化获得材料受力的特征和量值，分别开发出压力敏感型和拉力敏感型的电阻应变传感器。目前广泛应用的拉力敏感型电阻应变式传感器，简称拉敏电阻传感器、拉敏传感器或拉力传感器，主要有金属应变电阻式、半导体应变电阻式、合金应变电阻式等。但是由于传感材料本身弹性模量的限制，这些应变型电阻传感元件存在以下缺点：一是缺乏柔性和弹性、不能弯曲，因而在需要弯曲、拉伸等复杂形变的领域的应用受到限制；二是力学量变化幅度较小，因而不能用于形变量较大的领域；三是结构复杂，制造成本高。在生物力学检测、康复医疗、智能机器人、可穿戴设备等领域的复杂结构力学测量过程中，要求传感器不但要具备良好的应力-电阻特性，而且要求有优秀的柔韧力学性能。因此，在这些领域中金属式或半导体式电阻应变传感器的应用就受到了自身弹性模量的限制。因此，需要寻找新的柔韧性优良的应变型传感器以满足新的领域对拉力传感器柔韧性的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种柔性拉敏电阻传感器，具有良好的柔性和弹性，结构简单，力学量的变化幅度大。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种柔性拉敏电阻传感器，所述柔性拉敏电阻传感器包括作为传感器敏感单元的传感器基体及制作在传感器基体两个端部的金属电极。所述拉敏传感器在拉力作用下能够产生电阻的变化，而通过检测传感器电阻值，或者将电阻信号转化成电压、电流或电容信号，可以作为力学传感器，在生物力学、康复医疗、智能穿戴以及人工智能等领域进行力的测量。

进一步地，所述传感器基体的形状为长方体，长度方向与宽度方向的尺寸比例大于1，便于拉伸和收缩，两端便于固定。

进一步地，所述传感器基体的形状为圆柱体，便于拉伸和收缩，两端便于固定。

进一步地，所述传感器基体为导电橡胶。

进一步地，所述金属电极贴附于传感器基体两端的表面，或者包覆在传感器基体两端。

进一步地，贴附在传感器基体两端表面的金属电极，为膜结构、箔结构或片状结构。

进一步地，包覆在传感器基体两端的金属电极选自圆管状或者非规则形状的异型金属构件。

有益效果：本实用新型以一种受到拉力后能够产生较大形变和电阻变化的导电橡胶作为传感器敏感单元，制备了一种能够实现复杂形变的柔性拉敏电阻传感器，而且该传感器具有良好的柔韧性和弹性，能够紧贴物体表面设置，具有较大的拉伸型变量，而且结构简单、制造成本低，在生物力学检测、康复医疗、人工智能等领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是传感器基体的立体图；

图2是传感器基体的立体图；

图3是柔性拉敏电阻传感器的侧视图；

图4至6是柔性拉敏电阻传感器的平面图；

图7是柔性拉敏电阻传感器的结构示意图。

图中标记：10-传感器基体；11-金属电极；12-引出导线。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明：

图1是传感器基体10的立体图，图1中，传感器基体10为长方体，传感器基体10的上表面和下表面较宽，两个侧面较窄，传感器基体10的长度方向与宽度方向的尺寸比例为5。

图2是传感器基体10的立体图，图2中，传感器基体10为圆柱体，传感器基体10的上表面和下表面较宽，两个侧面较窄，传感器基体10的长度方向与宽度方向的尺寸比例为5。

优选地，传感器基体10的长度方向与宽度方向的尺寸比例为8。

优选地，传感器基体10的长度方向与宽度方向的尺寸比例为13。

图3是柔性拉敏电阻传感器的侧视图，图3中，传感器基体10两端都贴有金属电极11，所述金属电极11贴在传感器基体10一侧的表面。

图4是柔性拉敏电阻传感器的侧视图，图4中，传感器基体10两端都贴有金属电极11，每一端的金属电极11都贴在传感器基体10其中两侧的表面。

优选地，所述金属电极11为膜结构。

优选地，所述金属电极11为箔结构。

优选地，所述金属电极11为片状结构。