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基于定制柔性电极的电阻式和电容式应变传感器:比较及其可穿戴应用( Resistive and capacitive strain sensors based on customized compliant electrode: Comparison and their wearable applications )
T Dong Y Gu T Liu M Pecht
可伸缩应变传感器由于其与人体的理想交互作用，其需求呈指数级增长。然而，开发具有低杨氏模量、易于制造、低成本、大变形和快速响应等平衡特性的可拉伸应变传感器仍然是一个挑战。在本研究中，我们同时制备了两种基于定制柔顺电极的高性能可伸缩应变传感器（电阻式和电容式传感器）。采用溶剂浇铸法将多壁碳纳米管包埋到增塑聚氯乙烯(PVC)中，制备了电极。电阻式应变传感器是由柔顺电极和3条M4905带组成的三明治结构。在制备电阻式传感器的基础上，经过简单的堆叠步骤，得到了电容式传感器。然后，对电阻式和电容式传感器的性能进行了研究、比较和讨论。结果表明，电阻式和电容式传感器均具有良好的静态和动态性能。这两种传感器的最大拉伸应变大于100%，杨氏模量小于200kPa，响应时间小于140 ms。电容式传感器的线性度优于电阻式传感器。电容式传感器在长周期内的重复性优于电阻式传感器。电阻式传感器的灵敏度（1.16）高于电容式传感器（0.44）,具有更好的信号抗干扰能力。最后，将所研制的电阻式和电容式传感器分别用于人体关节的运动状态监测和人体关节的运动角度监测，实现了对人体运动的精确感知。
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