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发展趋势特点的软传感器应运而生

日期:2021-5-11 类别: 阅读:473 (来源:互联网)

对于独特的自然环境和独特的数据信号,蒸汽、工作压力和环境湿度的精确测量要求对普通传感器提出了新的挑战。为了应对越来越多独特的数据信号和独特的自然环境,新的传感技术已经向以下发展趋势发展:开发原材料、新技术、新技术、新工艺、新传感器的开发设计。

目前,许多智能系统的检测仪器已经选择了各种各样的传感器,其应用已经渗透到工业生产、深海检测、生态环境保护、医药诊断、生物技术、宇宙空间开发设计、智能家居系统等各个方面。随着信息时代的应用要求越来越高,对所有技术参数的期望值和理想规定,如精确测量信息内容的类别、精度和稳定性。对于独特的自然环境和独特的数据信号,蒸汽、工作压力和环境湿度的精确测量要求对普通传感器提出了新的挑战。

为了应对越来越多独特的数据信号和独特的自然环境,新的传感技术已经向以下发展趋势发展:开发原材料、新技术、新技术、新工艺、新传感器的开发设计;完成传感器的集成和智能系统;完成传感器技术硬件配置系统软件和电子设备的微型化;与其他课程交叉融合的传感器。此外,期望传感器具有完全透明、柔韧、延伸、可随意弯曲甚至伸缩、有利于携带和可佩戴的特点。随着软培养基质原材料的发展趋势,达到上述发展趋势特点的AD5262BRUZ20软传感器应运而生。

软传感器的特点和分类:

1.软传感器的特点。

软原料是与刚度原料相对应的定义,一般来说,软原料具有软、低应变率、易变形等特点。常见的软原料有:丙烯酸乳液(PVA)、聚脂(PET)、聚丙烯腈(PI)、聚萘二甲酯(PEN)、纸条、纺织原料等。

软传感器是指由软原料制成的传感器,具有优异的柔韧性、可塑性,甚至可以随意弯曲甚至伸缩,结构形式多样,可以根据精确测量标准的规定随意布局,可以非常方便地对复杂的测量进行测试。新型软传感器广泛应用于电子皮肤、保健医疗、电子设备、焊工、健身设备、纺织品、航空航天、环保监测等行业。

2.软传感器的分类。

软传感器种类繁多,分类方法多样。

根据主要用途分类,软传感器包括软液位传感器、软气体传感器、软温度传感器、软温度传感器、软应变传感器、软磁阻抗传感器、软供热传感器等。

根据认知原理,软传感器包括软电阻传感器、软电容传感器、软压磁传感器和软电感传感器。

软传感器常用原料。

1、软性底材。

为了更好地满足软电子元件的要求,轻质、全透明、柔软、拉伸性能好、绝缘层耐腐蚀成为软基材的重要指标值。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)在众多软底材的选择中成为大家的首选。其优点包括方便易得,物理性能平稳,全透明,耐热性能好等。尤其是在紫外线下粘附区和非粘附区的清晰特性下,使其表面能很容易地粘附电子材料。很多柔性电子机械设备通过减少底材的厚度来获得明显的弯曲;然而,这种方法仅限于几乎平整的底材表面。相比之下,可拉申的电子产品可以完全粘附在复杂、凹凸不平的表面。目前,一般 有两种对策来完成可配戴传感器的拉申。首先是在软底材上立即与低杨氏模量的薄导电原料相结合。其次是使用自己可拉申的电导体组装元件。通常 是通过将导电化学物质混合到延展性基材。

2、金属复合材料。

金属复合材料一般是金银铜等导电材料,主要用于电级和输电线路。在现代印刷技术中,导电性材料多采用导电性纳米技术印刷油墨,包括纳米粒子和纳米管等。金属材料的金纳米粒子除了具有优异的导电性外,还可以烧结成塑料薄膜和输电线。

3、无机半导体装置。

以ZnO和ZnS为代表的无机半导体器件由于其优异的压电特性,在可佩戴柔性电子传感器行业显示出广阔的应用前景。

软液位传感器是根据立即将机械动能转换成电子光学数据信号而开发设计的。这种引流矩阵利用了ZnS:Mn颗粒的力致亮度特性。力致亮度的关键是压电效应引起的光量子输送。压电ZnS的电子设备可以在工作压力作用下产生压伏效应而产生歪斜,可以促进Mn2+的兴奋,下面的兴奋全过程发出白光(580nm左右)。

快速响应(响应速度小于10ms)的传感器是在这种力致发光变换过程中获得的。根据从上到下的光刻技术,其空间分辨率可达100μm。这种传感器可以记录点射移动的动态工作压力,可以用来识别签名者的字迹,并根据即时发送的抗压强度图来扫描二维平面图的压力分布。所有这些特性都促使无机半导体器件成为未来快速响应和高识别液位传感器原材料行业最具发展潜力的候选人之一。

4、有机材料。

大规模液位传感器阵列对于未来可配戴传感器的发展趋势至关重要。基于压阻和电容器数据信号系统的液位传感器存在数据信号串扰,导致 精确测量不准确,这一问题成为可配戴传感器较大的挑战之一。

由于晶体管的终极数据信号转换和扩大特性,晶体管的应用显示了减少数据信号串扰的可能性。因此,可配戴传感器和人工智能技术行业的许多科学研究都紧紧围绕如何获得大型软压敏晶体管。

典型的场效晶体管由源极、漏极、栅压、介电层和半导体材料层组成。根据大多数自由电子类型,可分为p型(空穴)场效晶体管和n型(电子设备)场效晶体管。

P型聚合物原料主要用于传统型场效晶体管科学研究,其中聚(3-己基噻吩)(P3HT)管理系统更为成功。萘四酰亚二胺(NDI)和P四酰亚二胺(PDI)表现出优异的N型场效特性,是科学研究较为普遍的N型半导体器件,广泛应用于小分子水n型场效晶体管中。

一般来说, 晶体管的主要参数包括自由电子电子密度、工作电压和开/关电流比。与无机半导体材料结构相比,有机场效用晶体管(OFET)具有软性高、制造成本低的优点,但也存在自由电子电子密度低、实际工作电压大的缺点。

5、碳材料。

电子设备传感器常用的碳材料有纳米碳管和石墨烯材料等。纳米碳管具有晶粒大小高、导电性好、比表面大、微孔板尺寸可根据生成加工工艺控制,比表面积利用率可达100%的特点。

石墨烯材料具有轻薄透明、导电性和良好的传热性能。它在传感器技术、移动通信、信息技术和纯电动汽车等方面具有重要而广阔的应用前景。

在纳米碳管的应用中,多臂纳米碳管与银复合,按包装印刷方法获得的导电聚合物传感器,在140%的拉伸下,导电率仍达到20Scm。

在纳米碳管和石墨烯材料的综合应用中,制成了一种全透明的场效晶体管,可以高宽比拉申。它结合了石墨烯材料/单壁纳米碳管的电级和无机介电层单壁纳米碳管的网格图安全通道。由于三氧化铝介电层有褶皱,在拉申-左室循环系统下,超过1000次20%的强度,没有漏极电流的变化,说明了非常好的可持续性。

普通软传感器。

1.软气体传感器。

软气体传感器在电级表面布置对汽体比较敏感的塑料薄膜原料,其底材柔软,轻巧,柔韧,易弯曲,可大规模制作,塑料薄膜原料还具有较高的灵敏度和相对简单的加工工艺,备受关注。这种方法很好地满足了独特自然环境下气体传感器的便携式、功耗等要求,摆脱了以往气体传感器不易携带、检测范围不全、测量范围小、成本高的不利条件,可以对NH、NO、酒精气体进行简单精确的检测,从而引起大家的普遍关注。

2.软液位传感器。

软液位传感器广泛应用于智能服装、智能健身运动、智能机器人皮肤等领域。聚氟乙烯、硅胶、聚丙烯腈等作为软液位传感器的基材,已经广泛应用于软液位传感器的制。它们不同于选择金属应变计的拉伸压力传感器和选择n型集成电路芯片的普通液位传感器,具有良好的柔韧性、导电性和压阻特性。

3.软温度传感器。

温度传感器主要有两种类型:电阻式和电容式传感器。湿敏感电阻的特点是在硅片上覆盖一层由湿感原料制成的薄膜。当空气中的水蒸气被湿感薄膜吸收时,元件的电阻和电阻值会发生变化。利用这一特点,环境湿度可以准确测量。湿敏感电力电容器一般由聚合物塑料薄膜制成,常见的纤维材料有聚乙烯、聚丙烯腈、酪酸醋酸纤维等。

温度传感器正从简单的湿度传感器向集成、智能系统和多主要参数检测的方向快速发展。传统的湿区球湿度测量仪或毛发湿度测量仪已经不能满足当代科学发展趋势的需要。软温度传感器以其低成本、节能、易于制造、易于集成到智能控制系统制造的优点得到了广泛的科学研究。制造这种软温度传感器的原材料类似于其他软传感器,制造环境湿度敏感膜的方法有很多,包括浸涂、旋转建筑涂料、油墨印刷、喷墨打印机包装印刷等。

软传感器的结构形式多种多样,可根据精确测量标准的规定任意布局,可非常方便地对独特的自然环境和独特的数据信号进行精确方便的精确测量,解决了传感器微型化、一体化、智能化系统发展的难题,这种新型软传感器在电子皮肤、生物技术、可配戴电子设备和航天航空等领域具有重要作用。但是现阶段针对纳米碳管和石墨烯材料等用于软传感器的原材料制备技术水平还不完善,还存在成本、应用领域、使用寿命等问题。普通软底材存在不耐热性缺陷,导致 软底材与塑料薄膜原材料之间地应力大,粘附力弱。软传感器的组装、排序、集成和封装技术也有待进一步提高。