[实用新型]一种可拉伸的电容式柔性应变传感器

说明书

本实用新型涉及柔性传感器技术领域，特别涉及一种可拉伸的电容式柔性应变传感器，包括：上封装层和位于另一侧与上封装层一同封装传感器的下封装层，所述上弹性结合层的下端面粘合有第一导电层，且第一导电层与外部第一电极相连接，所述第一导电层的下端面粘合有弹性介电层，所述弹性介电层端面上粘合有第二导电层，第二导电层的上下端面均与弹性介电层粘合且与外部第二电极相连接。本实用新型设置的可拉伸的电容式柔性传感器采用U型半包裹结构，增加了灵敏度，封装层，导电层，弹性结合层，弹性介电层厚度较低，可以与人体紧密贴合，提高了贴合舒适性，并且由于其超薄性，降低了测量时所遭受的影响，提高监测稳定性。

技术领域

本实用新型涉及柔性传感器技术领域，特别涉及一种可拉伸的电容式柔性应变传感器。

背景技术

随着社会的快速发展，人们的生活水平也得到进一步提高，人们的运动健身意识日益增强，因此需要可以实时监测人们运动的设备，这些监测设备通常与传感器连接，通过传感器实时采集人体各部位的运动参数。由柔软可拉伸材料制成的柔性传感器具有良好的机械柔顺性和高度可拉伸性，与人体贴合性好，更适合作为实时采集人体各部位运动参数的传感器。

现有公开发表的柔性可拉伸传感器主要有三种：电容传感、压阻传感、压电传感。在这些传感机制中，电容传感由于其低温度系数、低功耗和低滞后行为而优于其它传感机制，得到了广泛的应用。目前的电容式可拉伸传感器大多采用高分子弹性体与具有一定形状的导电体或者具有高度延展性的液态金属相结合构成的电容结构。其存在以下的局限性：其一，厚度较大，贴合在人体后会造成人体的不舒适并且贴合性较差，导致监测结果不准确。其二，高分子弹性体延展性存在局限性，导致测量拉伸应变范围有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可拉伸的电容式柔性应变传感器，以解决上述背景技术中提出厚度较大，贴合在人体后会造成人体的不舒适并且贴合性较差，导致监测结果不准确，同时高分子弹性体延展性存在局限性，导致测量拉伸应变范围有限的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可拉伸的电容式柔性应变传感器，包括：

上封装层和位于另一侧与上封装层一同封装传感器的下封装层，所述上封装层下端面粘合有上弹性结合层，所述上弹性结合层的下端面粘合有第一导电层，且第一导电层与外部第一电极相连接，所述第一导电层的下端面粘合有弹性介电层，所述弹性介电层端面上粘合有第二导电层，第二导电层的上下端面均与弹性介电层粘合且与外部第二电极相连接，所述下封装层的上端面粘合有下弹性结合层。

优选的，所述弹性介电层和第一导电层两层一侧对第二导电层进行包裹，形成U型半包裹结构。

优选的，所述上封装层和下封装层厚度均小于20μm；所述第一导电层与第二导电层厚度均小于20μm；所述上弹性结合层和下弹性结合层厚度为50μm～70μm；所述弹性介电层厚度为50μm～70μm。

优选的，所述上弹性结合层和下弹性结合层的材料均采用Ecoflex；所述弹性介电层的材料采用Ecoflex。

优选的，所述第一导电层与外部第一电极之间电性连接，所述第二导电层与外部第二电极之间电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

其一，封装层，导电层，弹性结合层，弹性介电层厚度较低，可以与人体紧密贴合，提高了贴合舒适性，并且由于其超薄性，降低了测量时所遭受的影响，提高监测稳定性。其二，本传感器封装层采用高弹绝缘性纺织面料，导电层采用高弹导电性纤维面料，可拉伸性为200％，提高了测量拉伸应变范围，用于实时监测人体手臂、腿部等部位运动。其三，本实用新型传感器结构采用U型半包裹结构，提高了电容初始量，增加了传感器灵敏度，可以更加灵敏地监测人体各部位小幅度运动。

附图说明

图1是本实用新型的可拉伸的电容式柔性应变传感器的立体结构示意图。