[实用新型]一种弯曲传感器

说明书

本实用新型公开了一种弯曲传感器及测量装置。该弯曲传感器包括传感器部，该传感器部包括一对电极膜以及设置在一对所述电极膜之间的驻极体薄膜；所述驻极体薄膜朝向弯曲方向的一面为微纳处理面。本实用新型提供的弯曲传感器，其是基于微纳表面结构的驻极体薄膜的弯曲传感器，通过对驻极体薄膜进行微纳结构处理进一步提高器件输出电压，而且发出的信号极大提高，信号提高至少20％以上，更便于传感使用。

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，具体涉及一种弯曲传感器及测量装置，适于形变测量、手指弯曲、手臂弯曲、工业机器人的关节弯曲度的测量或物联网工业自动化弯曲测量等领域。

背景技术

弯曲传感器是一种非常重要的功能部件，是一种识别外部形变信息并将其转换为电信号的器件。根据工作原理的不同，弯曲传感器可分为电容式与压阻式。其中，传统的电容式弯曲传感器主要由敏感薄膜与平行电极层组成的电容器，当受到外界外部形变时，弯曲传感器薄膜会发生变形，从而通过测量其平行电极层之间的电容变化来实现弯曲程度的识别，这种传感器特点是结构简单、耗能低，稳定等优点。同理，压阻式弯曲传感器，也是通过测量其平行电极层之间的电阻变化来实现弯曲程度的识别。为了提高响应速度和更高的灵敏度，通常选择具有极高弹性变形的绝缘材料，以便在受到较小的弯曲应变时，获得较大的数值反馈，用于提高响应速度和灵敏度，但其缺点是压阻式或电容式的弯曲传感器为了检测电阻或电容而需要电源。

为了克服此问题，现有技术也推出了不需要电源的弯曲传感器，例如具备用含有高分子电解质和导电性颗粒的一对电极膜夹持高分子电解质膜而得到的传感器部的弯曲传感器(参照专利文献日本特开2012-069416公报)，该传感器可通过传感器部追随物体的移动而弹性变形时在电极膜之间产生的电压来检测物体的移动，虽然能够实现装置的小型化、单纯化、节能化等，但是，其输出的电压以及响应速度无法满足测定值的可靠性需求。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种弯曲传感器，其是基于微纳表面结构的驻极体薄膜的弯曲传感器，通过对驻极体薄膜进行微纳结构处理进一步提高器件输出电压，而且发出的信号极大提高，信号提高至少20％以上，更便于传感使用。

本实用新型还提供了一种测量装置，其具有上述的弯曲传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种弯曲传感器，采用了如下所述的技术方案：

一种弯曲传感器，其包括传感器部，该传感器部包括一对电极膜以及设置在一对所述电极膜之间的驻极体薄膜；所述驻极体薄膜朝向弯曲方向的一面为微纳处理面。

作为本实用新型提供的弯曲传感器的一种改进，所述驻极体薄膜为聚四氟乙烯驻极体薄膜、聚全氟乙丙烯驻极体薄膜、聚丙烯驻极体薄膜、聚偏二氟乙烯驻极体薄膜和左旋聚乳酸驻极体薄膜的任一种。

作为本实用新型提供的弯曲传感器的一种改进，所述驻极体薄膜的厚度范围为10μm-10mm。

作为本实用新型提供的弯曲传感器的一种改进，所述微纳处理面是通过通过倒模或压印的方法在所述驻极体薄膜表面构建微纳结构。

作为本实用新型提供的弯曲传感器的一种改进，所述微纳处理面是通过物理化学法处理所述驻极体薄膜表面以构建微纳结构。

作为本实用新型提供的弯曲传感器的一种改进，所述物理化学法为等离子体增强化学气相沉积或RIE等离子刻蚀方法。

作为本实用新型提供的弯曲传感器的一种改进，在所述物理化学法处理过程中，处理时间为5-30min，四氟化碳CF4、氧气、氩气的流量分别为15-60sccm、5-20sccm和5-20sccm，射频功率为200-800W。

作为本实用新型提供的弯曲传感器的一种改进，所述电极膜包括柔性基底及位于所柔性基底一侧的电极层。

一种测量装置，其具有任一上述的弯曲传感器。