[發明專利]柔性壓磁陣列傳感器特性分析裝置

有效

• 申請號: 201410682245.7
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104359617A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 高洋;萬強;吳菊英;史平安;黃渝鴻;王彤偉;敬華
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本發明涉及一種陣列傳感器的特性分析裝置，尤其涉及一種柔性壓磁陣列傳感器特性分析裝置。?

背景技術

柔性壓磁復合材料是以硅橡膠為機體制成的一種新型壓力敏感材料，基本工作原理是當對材料施加不同的載荷，材料會對應輸出不同的磁阻抗值，隨著載荷的變大，輸出阻抗值會逐步變小，并且載荷-阻抗特征曲線線性良好，重復性較好，適應柔性封裝，可以制成任意需要的形狀。?

根據柔性壓磁復合材料這一特性開發的柔性壓磁陣列傳感器由于其體積小、重量輕以及本身柔性設計的特點，適用于監測大面積載荷分布、機器人觸覺圖像識別等設計應用場所。在柔性壓磁陣列傳感器的開發過程中，需要有滿足使用要求的對柔性壓磁陣列傳感器的特性進行分析的裝置。但是，市場上沒有符合使用要求的成品設備，國內目前公開的資料中也未見與上述裝置相關的技術資料，所以導致目前柔性壓磁陣列傳感器的開發并不順利。此外，柔性壓磁陣列傳感器的參數測量靈敏度高、易受干擾，對測試和使用環境有較高的要求，為保證柔性壓磁陣列傳感器的測試分析及標定工作的可靠進行，必須使用專用的柔性壓磁陣列傳感器特性分析裝置，而不能采用傳統類似的電性分析裝置。?

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種能自動、有效地測試分析傳感器特性的柔性壓磁陣列傳感器特性分析裝置。?

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：?

一種柔性壓磁陣列傳感器特性分析裝置，包括用于發出控制信號并接收反饋信號的人機交互設備、用于獲取傳感器輸出信號并轉換為傳感器特性信號的LCR電橋、用于控制多通道開關并傳輸相應信號的多通道開關控制電路板和用于采集柔性壓磁陣列傳感器輸出信號的傳感器信號采集裝置，所述人機交互設備、所述LCR電橋和所述多通道開關控制電路板之間相互兩兩通訊連接；所述多通道開關控制電路板包括兩個由單片機控制的多通道開關；所述傳感器信號采集裝置包括兩個面面相對排列的第一電極板和第二電極板，所述第一電極板和所述第二電極板的相對表面上分別設有一個由多個電極組成的電極矩陣，所述第一電極板的電極和所述第二電極板的電極之間一一對應，所述第一電極板上同一行的電極之間均通過導線電性連接，所述第二電極板上同一列的電極之間均通過導線電性連接；其中一個所述多通道開關的多個連接端與所述第一電極板上的多行電極之間一一對應電性連接，另一個所述多通道開關的多個連接端與所述第二電極板上的多列電極之間一一對應電性連接。?

上述結構中，LCR電橋是能夠測量電感、電容、電阻、阻抗的儀器，適用于測量柔性壓磁陣列傳感器的電性參數并通過人機交互設備分析柔性壓磁陣列傳感器的特性；多通道開關控制電路板的單片機與人機交互設備對應連接以便于控制；多通道開關控制電路板的兩個多通道開關分別實現對第一電極板的多行電極和第二電極板的多列電極實現一一對應的開、關控制，從而可以根據需要實現對第一電極板與第二電極板之間的對應電極之間的逐行掃描，記錄各電極之間阻抗等參數的變化情況；第一電極板與第二電極板之間的對應電極可以實現對柔性壓磁陣列傳感器各部位的軸向壓載荷加載。?

作為優選，所述柔性壓磁陣列傳感器特性分析裝置還包括安裝底座，所述第二電極板和所述多通道開關控制電路板均安裝于所述安裝底座上；所述第一?電極板位于所述第二電極板的上方，所述第二電極板上靠近邊緣的位置設有兩個分別與所述第一電極板上的多行電極和所述第二電極板上的多列電極對應連接的電極板接線槽；所述多通道開關控制電路板上設有兩組分別與兩個所述多通道開關對應連接的電路板接線槽，兩個所述電極板接線槽分別與兩個所述電路板接線槽通過排線對應電性連接；所述多通道開關控制電路板上還設有用于與所述LCR電橋連接的BNC接口和用于與所述人機交互設備連接的通訊接口。這種結構形成模塊化組裝結構，便于生產、運輸和應用。其中的BNC接口是指同軸電纜接口。?

為了便于實現第一電極板和第二電極板之間的安裝和電性連接，所述第一電極板的第一端與所述第二電極板的第一端通過定位銷固定連接，所述第一電極板上的多行電極均通過多條導線分別連接至所述第一電極板的第一端，未與所述第二電極板上的多列電極電性連接的一個所述電極板接線槽的多個連接端通過多條導線分別連接至所述第二電極板的第一端，所述第一電極板第一端的導線與所述第二電極板第一端的導線之間一一對應焊接連接；所述第一電極板為可以彎曲的柔性電極板。?

具體地，所述第一電極板為聚酰亞胺板。?

作為優選，所述電極為點狀銅電極，所述導線為印制銅導線。?

根據應用需求，所述電極矩陣為16×16的矩陣。?