[发明专利]一种叉指电容、弯曲传感器及其制作方法

说明书

本发明属于传感器技术领域，提供一种叉指电容、弯曲传感器及其制作方法，主要包括电极层，所述电极层包括第一电极和第二电极；所述第一电极包括若干相互间隔设置的第一叉指部，相邻两所述第一叉指部之间预留有第一安装腔；所述第二电极包括若干相互间隔设置的第二叉指部，相邻两所述第二叉指部之间预留有第二安装腔；所述第一叉指部伸入设置在所述第二安装腔内、所述第二叉指部伸入设置在所述第一安装腔内以呈互补式设置并形成所述电极层，且所述第一电极与所述第二电极之间预留有安装间隙，所述电极层的截面呈波浪形。本发明主要为提供一种柔性可拉伸并且长期使用下稳定性好的可穿戴式传感器。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种叉指电容、弯曲传感器及其制作方法。

背景技术

现有的弯曲传感器主要包括两类，一类是基于光纤的弯曲传感器，这类传感器通过测量弯曲的光纤内部的光密度、相位、波长或极化来进行弯曲测量。基于光纤的弯曲传感器的构造包括发射光源的LED、可弯曲的外壳、内部的光纤以及探测光的性质的接收器等。另一类是基于电阻或者电容变化的柔性弯曲传感器，弯曲时此类传感器发生形变，导致电阻或电容变化，从而得到弯曲信息。

对于电容式传感器，通常以添加了纳米填充物的超弹性材料作为电极，通过两个电极间介质结构的调节，得到电极间距离易于改变的结构，从而在接收到外界变形时，得到弯曲信息。对于电阻式传感器，纳米填充物与超弹性材料的结合则作为可变电阻，在变形时，纳米填充物之间的接触面积发生变化，电阻改变，从而得到弯曲信息。对于基于光纤的弯曲传感器，由于其构造复杂，光源部分以及光接收部件为不可拉伸器件，因此其并不适用于可穿戴传感器的应用，应用范围受到较大的限制。

而对于纳米填充物与超弹性材料结合的柔性弯曲传感器而言，纳米填充物与超弹性材料之间存在界面问题。在变形的过程中，纳米填充物在超弹性材料中的移动会导致微裂纹的产生，这些微裂纹在长期的变形与回复后将影响传感器的稳定性。因此，基于纳米填充物与超弹性材料的弯曲传感器，其长期稳定性是一个严重问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种叉指电容、弯曲传感器及其制作方法，以提供一种柔性可拉伸并且长期使用下稳定性好的可穿戴式传感器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种叉指电容，包括电极层，所述电极层包括第一电极和第二电极；

所述第一电极包括若干相互间隔设置的第一叉指部，相邻两所述第一叉指部之间预留有第一安装腔；所述第二电极包括若干相互间隔设置的第二叉指部，相邻两所述第二叉指部之间预留有第二安装腔；

所述第一叉指部伸入设置在所述第二安装腔内、所述第二叉指部伸入设置在所述第一安装腔内以呈互补式设置并形成所述电极层，且所述第一电极与所述第二电极之间预留有安装间隙，所述电极层的截面呈波浪形。

作为优选，所述第一电极、第二电极的截面呈波浪形，且所述第一电极、第二电极在互补式设置后的截面的波浪形相重叠。

作为优选，在所述电极层的两侧面上设置有薄膜塑料层。

作为优选，所述薄膜塑料层由Parylene C制成。

作为优选，在所述电极层的两侧面的外侧还设置有超弹性材料层。

作为优选，所述超弹性材料层由PDMS制成。

一种弯曲传感器，包括中性连接层，所述中性连接层包括相对平行设置的一组第一安装面，所述第一安装面上分别设置有以上所述的一种叉指电容。

作为优选，所述中性连接层还包括相对平行设置的一组第二安装面，所述第二安装面之间的垂线与所述第一安装面之间的垂线呈角度相交；

所述第二安装面上分别设置有所述叉指电容。