[发明专利]一种高灵敏度柔性应变传感器的制作方法

权利要求书

1.一种高灵敏度柔性应变传感器的制作方法，其特征在于：通过等离子增强化学气相沉积系统，在网状基底上生长了竖直取向的三维化二维材料，利用三维化二维材料力学性能和网状结构，使网状基底上的三维化二维材料为基础制作的传感材料在受到应力而导致应变时产生应变集中效果，局部发生显著的结构变化导致电阻值产生变化，在应变集中效果下，利用惠斯通电桥电路将传感材料的电阻变化信号转化为电压信号，计算拉伸前和拉伸后的电压差值，通过电压差值反馈传感材料的实际应变大小，实现对传感材料的微小应变的检测，高分子弹性材料制作柔性应变传感器具体包括以下步骤：

步骤1.将网筛为生长基底，洗净后放置于等离子体增强化学气相沉积系统的加热区域；

步骤2. 将基底材料放置在等离子体增强化学气相沉积系统的石英管腔的加热区域，将石英管腔调节至真空状态后，开启等离子体增强化学气相沉积系统的加热模式，对石英管腔内的基底材料进行加热，并加热至预设温度，当温度稳定后通入前驱气体，然后开启射频等离子体源，开始沉积，在整个沉积过程中，保持温度和等离子体功率稳定；

步骤3. 将步骤2中获取的网筛的两端连接导线引出电极，在网筛表面涂覆柔性高分子弹性材料并在电极两端连接应变信号处理器；

步骤4. 裁切步骤3中的涂覆柔性高分子弹性材料的网筛，并根据使用要求和基底材质通过刻蚀去除网筛基底，若基底为金属的网筛，需要进行刻蚀去除金属网筛，以确保传感材料的柔性；若基底为非金属可拉伸的网筛，省略步骤4。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度柔性应变传感器的制作方法，其特征在于：所述应变信号处理器包括提供稳定电压的电源模块、检测传感材料的电阻变化的惠斯通电桥电路、对电压信号进行放大和滤波的信号处理模块，以及采集信号并读取和显示的信号采集模块，电源模块依次连接惠斯通电桥电路、信号处理模块和信号采集模块形成回路。

3.根据权利要求2所述的高灵敏度柔性应变传感器的制作方法，其特征在于：所述电源模块包括纽扣电池盒稳压电路。

4.根据权利要求2所述的高灵敏度柔性应变传感器的制作方法，其特征在于：所述惠斯通桥式电路中柔性应变传感器连接在电阻R1和地线之间。

5.根据权利要求1或2所述的高灵敏度柔性应变传感器的制作方法，其特征在于：所述高分子弹性材料为聚二甲基硅氧烷、Ecoflex系列硅胶、聚对二甲苯、聚醚酰亚胺、丁基橡胶、热塑性聚氨酯橡胶、聚氨酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的高灵敏度柔性应变传感器的制作方法，其特征在于：所述步骤1中网筛目数为10~300目。

7.根据权利要求1所述的高灵敏度柔性应变传感器的制作方法，其特征在于：所述步骤2中沉积后的三维化二维材料为石墨烯、碳纳米管、二硫化钨、二硫化钼；所述前驱气体为氢气、甲烷、乙炔、氧气中的一种或多种。