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近年来,随着物联网的快速发展,称重传感器的应用领域也在不断扩展。不断---的行业模式 为称重传感器技术的提升提出了很多新的挑战。目前,称重传感器的技术局限主要集中于提高传感 器的稳定xing、抗*以及耐腐蚀等xing能,以及实现传感器的微型化和平面化等。在过去二十年中, 基于金属箔式应变片的称重传感器被广泛应用于各个行业中,且已经取得了令人瞩目的进展。但是, 受制于金属应变片的自身特xing(低灵敏度、低过载能力、易腐蚀等),决定了它们无法满足日益严 苛的行业需求。
材料科学的,使人们可以设计和利用各种功能材料制造xing能的传感器[1]。在众多新材 料中,碳材料具有的高温稳定xing、抗腐蚀、抗*等特xing,因此,碳基传感材料也越来越受到 大家的关注。---是近年来科研界热捧的石墨烯材料和碳纳米管材料,由于具有---的力学、电学 和热xing能,虽然仅被发现了不足三十年(石墨烯 2004 年,碳纳米管 1991 年),但已经出现了多个 方向的传感技术应用,有效解决了传统传感材料的诸多问题。
评价称重传感器好坏的xing能指标主要有非线xing、滞后、重复xing、蠕变、零点温度特xing和灵敏度温度特xing等。另外,在很多物联网应用场合中,22157650还需要考虑传感材料应具有灵敏度高、测量范围宽 和响应时间快等关键特xing。因此,为了开发出具有实际应用价值的新型称重测力传感器件,研究时应考虑上述几个重要指标。
基于碳基传感材料的力传感器有压阻式、电容式、压电式、谐振式以及光纤式等等。其中,压 阻式测力传感器是基于敏感材料的电阻率变化,将力学量转化为电信号。由于压阻式传感器工艺简单、成本低廉,在许多领域有着广泛的应用。电容式测力传感器可以看作是可变参数的电容器,例如两个平行电极间以空气为介质,在压力的作用下,平行电极间的距离变化会导致电容信号改变,从而得到相应的受力信息。电容式传感器的优势在于灵敏度高,能够在低耗能情况下检测微小静态力。因此,基于上述两种敏感机理的碳基力传感器是目前主要的研究方向,相关研究成果多。
研究结果表明,碳基传感材料具有高灵敏度,在动态测量、小力值测量等方---有---优势。目前主要存在的问题在于,碳基传感器件或其原材料的制备很多涉及蒸镀、光刻等微纳加工方式, 目前的成本还比较高、工序复杂,不利于在称重测力传感器中的应用推广。另外,碳基称重测力传 感器的