3D打印高性能柔性可弯曲传感器，实现结构设计与制造工艺的协同控制(2)
时间：2022-09-20 09:15 来源：南极熊 作者：admin 阅读：次
结果分析
在传感器的横截面上观察到了导电网络。该网络在传感器制造后没有显示出明显的排列。结果阻抗的相位和幅度在所有样品中都显示出相同的反应。响应的特点是非常平坦的，这意味着在整个观察范围内，灯丝的电气行为类似于一个典型的电阻器。
△(a) 细丝的低温断裂横截面和 (b) MEX 生产的传感器的横截面的 SEM 图像。
三个传感器有不同的弯曲部分长度，但设计在相同的脚印下，因此观察到的差异是变形浓度。在最大弯曲角度下，加长、缩短和简单弯曲传感器的电阻平均相对变化分别为0.16%、4.30%和0.77%。它们由类似的材料制成，并承受相同程度的弯曲。然而，它们的输出振幅却有很大的不同。
△长丝的阻抗光谱
在整个弯曲周期内，通过弯曲产生的拉伸应变对短弯曲的导电网络产生了主导性影响。对于一半的弯曲周期，简单的弯曲表现出电阻的增加和减少。层的融合是由于MEX过程，它可以通过印刷温度和速度来调节，允许进一步的手段来修改传感器的信号。弯曲扩展的柔性传感器所需的力大约是弯曲简单的柔性传感器所需力的四分之一。另一方面，短柔性传感器需要的弯曲力是简单柔性传感器的25倍。
△左侧是测试设置的图像，右侧是三个传感器及其弯曲行为的图像。
△磨合后前 12 个循环的图表。
△显示未融合层的传感器横截面图像。箭头突出显示了在弯曲过程中可能塌陷的两个空隙。
△三种设计的磁滞回线并比较每个复制的传感器。
结论
总而言之，研究人员确定了弯曲传感器的反应对弯曲部分长度的依赖性。尽管所有的设计都经受了相同程度的弯曲，但信号输出有很大的不同。短的弯曲传感器的表现比延长的弯曲传感器好27.7倍，简单的弯曲传感器好5.6倍。这些结果表明，内部的拉伸和压缩应力影响着传感器的信号，取决于弯曲的浓度。
此外，这项研究为组合和整合传感器到顺应系统中提供了新的可能性。通过研究MEX过程对其他性能特征（如恢复和响应时间）的影响，可以实现额外的改进。据作者说，加强信号输出的线性和传感器的再现对于未来的发展至关重要，以研究由于传感器的几何形状对其他性能的影响。
(责任编辑：admin)
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