复合型柔软压力位移敏感元件及其研制方法

摘要

本发明涉及一种复合型柔软压力位移敏感元件及其研制方法，属于测量技术领域。该敏感元件包括位移敏感层、压力敏感层和绝缘封装层。位移敏感层由覆合在聚酰亚胺薄膜上的铜箔线圈构成；压力敏感层由嵌入在聚二甲基硅氧烷内部的导电高分子复合材料构成；封装层由硫化在位移敏感层和压力敏感层外部的柔性高分子材料构成。通过检测铜箔线圈的阻抗变化来获取压力与位移信息。本发明研制的复合型柔软压力位移敏感元件具有压力测量和非接触式位移测量的双重功能，可应用于多敏感功能电子皮肤研制或智能制造全流程中整机及成套装备的狭小曲面层间压力测量和非接触式位移测量等领域。

主权项

一种复合型柔软压力位移敏感元件的研制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：在聚酰亚胺薄膜上开过孔，在聚酰亚胺薄膜的正反表面及过孔上覆合铜箔，对正面铜箔进行光刻，形成以所述过孔为中心的铜箔线圈，在铜箔线圈的端侧形成边缘引线，对反面铜箔进行光刻，形成中心引线，进而完成位移敏感层的制备；将纳米导电粉末、液态高分子材料按一定比例混合，并将其加入到有机溶剂中形成纳米导电粉末和液态高分子材料以及有机溶剂三者混合溶液，对所述的纳米导电粉末和液态高分子材料以及有机溶剂三者混合溶液进行大功率机械搅拌，同时辅以超声振荡，使纳米导电粉末在混合溶液中分散，有机溶剂挥发后，将纳米导电粉末和液态高分子材料二者混合物滴在以一定的转速转动的匀胶台的转盘上，形成所需厚度的导电高分子复合材料薄片，并将其裁剪为所需尺寸备用，在聚二甲基硅氧烷中加入交联剂，搅拌后形成粘稠物，将部分粘稠物涂覆在微机控制升降台的下平台之上，并将所述的导电高分子复合材料薄片置于这层粘稠物之上，再将剩余的粘稠物涂覆在所述的导电高分子复合材料薄片之上，形成由聚二甲基硅氧烷、导电高分子复合材料薄片和聚二甲基硅氧烷三者构成的三明治结构，通过微机控制使升降台的上平台的向下移动，将所述的三明治结构挤压为所需厚度的薄膜，硫化成型后即完成压力敏感层的制备；在液态高分子材料中加入交联剂，搅拌后形成胶状物，将部分胶状物涂覆在微机控制升降台的下平台之上，并将所述的位移敏感层置于这层胶状物之上，再将压力敏感层置于位移敏感层之上，并确保导电高分子复合材料薄片的中心轴线与铜箔线圈的中心轴线相重合，然后将剩余的胶状物涂覆在压力敏感层之上，形成由高分子材料、压力敏感层、位移敏感层和高分子材料四者构成的多层结构，通过微机控制使升降台的上平台的向下移动，将所述的多层结构挤压为所需厚度的薄膜，待高分子材料硫化成型后形成绝缘封装层，进而完成复合型柔软压力位移敏感元件的制备。