多輸出式粘彈性壓阻元件在恒壓下的電阻時變性研究.pdf

1、碳納米管導(dǎo)電性良好，具有極大的長徑比，少量碳納米管填充至聚合物中即可形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，同時保證了復(fù)合材料的柔韌性和壓阻靈敏度，可作為柔性壓力傳感器，由于復(fù)合材料受基體材料的影響，具有粘彈性，電阻受時間依賴性嚴(yán)重，嚴(yán)重影響傳感器的精度。國內(nèi)外一直致力于減弱其時間依賴性的研究，例如增加導(dǎo)電填料含量或者添加其它固體顆粒，效果不明顯反而會降低復(fù)合材料的柔韌性。本文提出一種新型結(jié)構(gòu)，即電極旁置式結(jié)構(gòu)，不影響柔軟壓敏探頭柔韌性，使復(fù)合材料部分區(qū)域受壓，

2、研究不同位置引出點(diǎn)的電阻-壓力-時間特性規(guī)律，致力于減弱復(fù)合材料的電阻對時間的依賴性。
　　本課題研究的主要內(nèi)容包括:
　　(1)以多壁碳納米管為導(dǎo)電填料，硅橡膠為基體材料，采用溶液共混法，在機(jī)械攪拌同時輔以超聲波分散處理，采用多電極電路板為壓阻元件上下導(dǎo)電板，制作出柔軟壓阻元件。
　　(2)設(shè)計實(shí)時多路自動采集系統(tǒng)，以MSP430F149為電路控制芯片，CD74HC4051為多路模擬開關(guān)，經(jīng)過模擬開關(guān)芯片輸入多路電阻

3、，輪流采集電壓信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過串口上傳至上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，保存并分析。
　　(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，定量分析電阻-壓力-形變量-時間特性，推導(dǎo)復(fù)合材料電阻蠕變擬合公式，初步建立壓阻模型用以解釋復(fù)合材料壓阻特性，總結(jié)了電極位置對壓阻特性及電阻蠕變的影響。改變電極位置可有效抑制電阻蠕變，電阻蠕變最小可達(dá)2％以下。壓阻特性與引出點(diǎn)的距離及引出點(diǎn)與受力區(qū)域的相對位置有直接關(guān)系。質(zhì)量比越大電阻越小，電阻蠕變越不明顯。因?yàn)椤皯?yīng)力軟化”，反