[实用新型]一种金属应变感知器件

说明书

本实用新型属于微纳光机电系统相关技术领域，其公开了金属应变感知器件，所述金属应变感知器件包括为柔性可拉伸结构，其包括硅光栅基底及形成在所述硅光栅基底上的金属薄膜层，所述硅光栅基底为柔性可拉伸基底，其具有可拉伸性及弯曲性；所述金属应变感知器件形成有应变感知区，所述应变感知区的电阻值随着所述金属感应器件的应变值的变化而变化；所述金属应变感知器件通过自身的电阻变化量来实现应变量的测量。本实用新型提供的金属应变感知器件具有可拉伸性和弯曲性，降低了制备成本，提高了效率。

技术领域

本实用新型属于维纳光机电系统相关技术领域，更具体地，涉及一种基于柔性可拉伸光栅基底的金属应变感知器件。

背景技术

应变感知器件是根据半导体或者半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化这一原理来制作的。目前，采用较多的为光纤光栅传感器来测量应变，但是光纤光栅一般太细太脆且不能弯折，给实际使用带来了较多的不便。

现阶段，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如专利CN106441376A公开了一种石墨栅柔性电阻应变片及其制造方法，所述石墨栅柔性电阻应变片能够产生较大的形变，精度较高，制造相对简单，但是所述石墨栅柔性电阻应变片不具备可拉伸性，适用性较差。相应地，本领域存在着发展一种可拉伸的金属应变感知器件的技术需求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种金属应变感知器件，其基于现有应变感知器件的工作特点，研究及设计了一种可拉伸的金属应变感知器件。所述金属应变感知器件由柔性可拉伸材料在硅光栅模板上复制成型，并溅射金属薄膜层来实现，该方式能够充分发挥光栅基底的可拉伸性及弯曲性，能够对由外界应变引起的金属应变感知器件的电阻变化进行精确测量，且使得制备成本较低，效率高且能够批量化复制成型生产。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种金属应变感知器件，所述金属应变感知器件为柔性可拉伸结构，其包括硅光栅基底及形成在所述硅光栅基底上的金属薄膜层，所述硅光栅基底为柔性可拉伸基底，其具有可拉伸性及弯曲性；

所述金属应变感知器件形成有应变感知区，所述应变感知区的电阻值随着所述金属感应器件的应变值的变化而变化；所述金属应变感知器件通过自身的电阻变化量来实现应变量的测量。

进一步地，所述硅光栅基底形成有多个间隔设置的光栅，所述光栅位于所述应变感知区内。

进一步地，所述金属薄膜层的厚度为10纳米-10000纳米。

进一步地，所述金属薄膜层的材料为Au、Ag、Al、Cu、Pt及Cr中的任一种。

进一步地，所述应变感知器件的实时应变量S与对应的实时电阻变化值ΔR之间的关系式为：

ΔR＝R-R₀＝f(S) (1)

式中，R₀为所述金属应变感知器件的初始电阻值。

进一步地，所述金属应变感知器件的两端分别形成有第一夹持部及第二夹持部，所述第一夹持部及所述第二夹持部分别连接于所述应变感知区。

进一步地，所述第一夹持部及所述第二夹持部共同用于将所述金属应变感知器件连接于被测物体。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，本实用新型提供的金属应变感知器件主要具有以下有益效果：

1.所述金属应变感知器件为柔性可拉伸结构，其包括硅光栅基底及形成在所述硅光栅基底上的金属薄膜层，成功地解决了传统的应变片不具备柔性和可拉伸性的不足之处，具有高可弯性和拉伸性，为柔性可拉伸应变感知器件在柔性光电、智能感知器件等领域的应用提供了基础。

2.所述金属应变感知器件是采用基于纳米复制成型的相关材料及工艺方案，制备耗时短，成本低。