[實用新型]柔性電感式大應變敏感元件、大應變傳感器及電子設備

有效

• 申請號: 201821824129.4
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN209116963U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 蘇業旺;劉浩
• 申請（專利權）人: 江蘇柔世電子科技有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本實用新型提供了一種柔性電感式大應變敏感元件、大應變傳感器及電子設備，所述柔性電感式大應變敏感元件包括彈性基體和電感線圈，電感線圈以螺旋狀固定于彈性基體上；電感線圈的匝線與匝線之間絕緣或相離，且匝線與彈性基體之間絕緣，基于電感線圈的電感值變化獲得拉伸應變值。本實用新型的柔性電感式大應變敏感元件，將導線螺旋纏繞在彈性基體上，彈性基體使得敏感元件具有柔性及大范圍應變，可應用于復雜曲面大應變情境下的測量；多次拉伸重復性能良好；通過對線圈纏繞方式、彈性基體磁性的調整，可實現電感值與應變的良好性線關系，提高被測參數的測量精度及靈敏度。

技術領域

本實用新型屬于柔性電子器件及制備領域，特別涉及一種柔性電感式大應變敏感元件、大應變傳感器及電子設備。

背景技術

隨著柔性電子概念的提出，柔性電子器件的種類層出不窮，也在不同的領域發揮著越來越重要且不可替代的作用，柔性傳感器是其中比較活躍的一種器件。傳感器按感應原理可以分為壓阻式、壓電式、電感式等。其中，電感式傳感器是利用電感線圈自感或互感系數的變化來實現非電量電測的一種裝置。電感線圈的電感值會隨線圈長度，線圈匝數、直徑，以及線圈中介質的成分、相對位置等因素的改變而發生變化，利用這一原理，電感式傳感器將被測非電量如應變、位移、壓力、流量、振動等參數轉換成線圈自感量L或互感量M的變化，再由測量電路轉換為電壓或電流的變化量輸出，從而測得引起線圈電感值變化的外界參數的變化量。

電感式傳感器常用于測量機械量。專利號為00106632.3和200410060117.5的中國專利分別提供了一種彈簧敏感元件的轉換方法和繞制用于彈簧線圈傳感器的螺旋彈簧電感線圈的方法，其中的彈簧線圈傳感器即電感式應變傳感器，詳細記述了彈簧線圈傳感器對機械量及其派生物理量的測量原理及過程。彈簧線圈本身的應變范圍比較小，柔性較差只能在彈簧整體的彈性形變范圍內對外界參數進行測量，從而限制了電感式應變傳感器的應用。

另外，傳感器中的關鍵技術是敏感元件。雖然彈簧線圈本身具備一定的柔性，但是也僅限于彈簧彈性形變范圍內的柔性，整體結構柔性差，并不能適用于任意曲面的情況。

由于上述兩點的限制，現在技術中的電感式傳感器，還不能應用于曲面大應變的情境下相應物理量的測量。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型實施例的目的在于提供一種柔性電感式大應變敏感元件、大應變傳感器及電子設備，用于解決現有技術中柔性電感式大應變敏感元件可檢測的應變范圍較小及在拉伸量較大時回復性不夠好、柔性差等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型實施例提供了一種柔性電感式大應變敏感元件，所述柔性電感式大應變敏感元件包括彈性基體和電感線圈；其中：

所述電感線圈以螺旋狀固定于所述彈性基體上；所述電感線圈的匝線與匝線之間絕緣或相離；所述電感線圈的匝線與所述彈性基體之間絕緣。

進一步地，所述電感線圈以螺旋狀固定于所述彈性基體上，進一步為，電感線圈的導線以單向螺旋的方式纏繞于所述彈性基體上。

進一步地，所述電感線圈固定于所述彈性基體上的方式包括：通過彈性薄膜的束縛實現電感線圈在彈性基體表面的固著；和/或，通過彈性纖維在所述電感線圈及彈性基體表面編織形成彈性編織層實現電感線圈在彈性基體表面的固著；和/或，采用粘結劑使所述電感線圈與所述彈性基體固定連接。

進一步地，所述電感線圈匝線間無間距緊密纏繞于所述彈性基體上，或所述電感線圈匝線間等間距纏繞于所述彈性基體上。

進一步地，所述彈性基體為絕緣橡膠絲/橡膠絲組；所述電感線圈的導線為金屬或有機導電材料。

根據本實用新型的另一個方面，還提供了一種柔性電感式大應變敏感元件的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

步驟S1，提供一彈性基體；