[發明專利]一種減小壓阻傳感器溫度漂移的方法

有效

• 申請號: 201610922483.X
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN106525326B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 王璐珩
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01L19/04
• 分類號: G01L19/04;G01L1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種減小壓阻傳感器溫度漂移的方法，屬于傳感器技術領域。該方法以長徑比大于600的碳納米管為導電相，以室溫硫化硅橡膠為絕緣相，利用溶液混合法制和極間硫化法制備出正壓阻正溫阻系數子單元和負壓阻正溫阻系數子單元。正壓阻正溫阻系數子單元中的碳納米管與硅橡膠的質量比為0.04，負壓阻正溫阻系數子單元中的碳納米管與硅橡膠的質量比為0.12。將這兩種子單元作為電橋的相鄰橋臂，組成可減小溫度漂移的差動系統。利用本發明提出的方法可有效抑制溫度對壓阻傳感器的不利影響，并且還可提高壓阻靈敏度，特別適合于國防與工業大型設備狹小曲面層間壓力測量和人工電子皮膚研制。

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，特別涉及到用柔性傳感器實現壓力測量。

背景技術

壓阻傳感器廣泛應用于現代工程中的壓力測量領域，特別是在一些國防大型設備中，存在很多狹小曲面層間結構，需要測量這些層間結構的壓力，以確保系統運行的安全，故而需要薄型柔性的傳感器，可以柔順地貼附在曲面層間來完成壓力測量任務。導電高分子復合材料具有壓阻性和柔韌性，故而可用于制備柔性壓阻傳感器，可用于狹小曲面層間壓力測量。但是，這種復合材料的輸出電阻隨溫度而變化，因而，在測量中傳感器的輸出會隨著環境溫度的變化發生漂移，從而導致傳感器性能下降。

發明內容

本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種減小壓阻傳感器溫度漂移的方法。該方法設計了一種可減小溫度漂移的差動系統，包含正壓阻正溫阻系數子單元和負壓阻正溫阻系數子單元，正壓阻正溫阻系數子單元由兩片覆合有銅箔電極的聚酰亞胺薄膜和位于中間的正壓阻正溫阻系數敏感薄膜構成，負壓阻正溫阻系數子單元由兩片覆合有銅箔電極的聚酰亞胺薄膜和位于中間的負壓阻正溫阻系數敏感薄膜構成，其制備方法包括以下步驟：在聚酰亞胺薄膜上覆合一片邊長為3.68毫米的小正方形金屬電極和一片邊長為2.66厘米的大正方形金屬電極作為底層封裝薄膜，將底層封裝薄膜固定于旋轉平臺上備用；將長度10微米、直徑15納米的碳納米管、聚二甲基硅氧烷和正己烷按5∶100∶1000的體積比混合，在超聲振蕩的作用下進行機械攪拌，將正己烷揮發后形成的碳納米管填充聚二甲基硅氧烷復合材料膠狀粘稠物滴入固定于旋轉平臺上的底層封裝薄膜的大正方形金屬電極之上，利用旋涂形成厚度為60微米的正壓阻正溫阻系數敏感薄膜，硫化60小時后成型，將硫化在大正方形金屬電極表面之外的正壓阻正溫阻系數敏感薄膜清除；將長度10微米、直徑15納米的碳納米管、聚二甲基硅氧烷和正己烷按20∶100∶1000的體積比混合，在超聲振蕩的作用下進行機械攪拌，將正己烷揮發后形成的碳納米管填充聚二甲基硅氧烷復合材料膠狀粘稠物滴入固定于旋轉平臺上的底層封裝薄膜的小正方形金屬電極之上；利用旋涂形成厚度為60微米的負壓阻正溫阻系數敏感薄膜，硫化60小時后成型；將硫化在小正方形金屬電極表面之外的負壓阻正溫阻系數敏感薄膜清除；在底層封裝薄膜上的正壓阻正溫阻系數敏感薄膜和負壓阻正溫阻系數敏感薄膜周圍涂熱固膠，形成由正壓阻正溫阻系數敏感薄膜、負壓阻正溫阻系數敏感薄膜和熱固膠組成的敏感層；將另一個尺寸和結構與底層封裝薄膜相同的薄膜作為頂層封裝薄膜貼附在所述的敏感層之上，使頂層封裝薄膜的大正方形金屬電極、正壓阻正溫阻系數敏感薄膜和底層封裝薄膜的大正方形金屬電極正對，并使頂層封裝薄膜的小正方形金屬電極、負壓阻正溫阻系數敏感薄膜和底層封裝薄膜的小正方形金屬電極正對，形成由頂層封裝薄膜、敏感層和底層封裝薄膜組成的三明治結構；用柔性材料封裝機對所述的三明治結構進行熱壓封裝，進而完成由頂層封裝薄膜的大正方形金屬電極、正壓阻正溫阻系數敏感薄膜和底層封裝薄膜的大正方形金屬電極構成的正壓阻正溫阻系數子單元的制備和由頂層封裝薄膜的小正方形金屬電極、負壓阻正溫阻系數敏感薄膜和底層封裝薄膜的小正方形金屬電極構成的負壓阻正溫阻系數子單示的制備；將正壓阻正溫阻系數子單元和負壓阻正溫阻系數子單元接入電橋的相鄰橋臂以構成可減小溫度漂移的差動系統。

本發明的特點及效果：