tekscan柔性薄膜压力传感器

柔性压力薄膜传感器印刷电路设计

在过去的二十年里,许多公司利用其强大的传感器技术来研究各种工业技术,如:压力检测,压力传感,压力测量以及压力控制。压力传感器是指可以承受并有能力检测任何外部压力的一类传感器,可用于测量包括压力,电压和温度在内的各种外部压力。压电薄膜传感器是指可以承受内部或者外部压力的一类用于检测外部压力的薄膜传感器。在压电薄膜和可重复使用的薄膜之间存在着特定的相互作用。薄膜作为具有不同几何形状的部件之间相互作用可能非常重要。虽然所有这些相互作用都可以相互抵消或补偿,但是对于测量敏感而昂贵的压力传感器而言并不是一种理想选择。

电阻式薄膜压力传感器

1.简单的印刷电路设计

由于印刷电路板是为压力传感器而设计的,因此不可能像简单的印刷电路设计那样容易在实际中获得高精度。此外,因为印刷电路板的尺寸较小,在电路中需要更多的电气元件来使印刷电路在更大的环境中使用。尽管不太可能在实际中获得相同的高精度,但是如果一个更大和更复杂的印刷电路解决方案的规模足够大,则设计印刷电路的成本就更低。然而,印刷电路的成本通常是很高且耗时的。如果想要更小更简单的印刷电路,则可能需要使用复杂的制造过程来制造一个高精度、低功耗且快速交付时间短的压电薄膜传感器。由于这一特性,薄膜阵列中通常使用非常小而均匀的尺寸以避免影响最终组件性能。

2.使用多种不同的材料来调节传感器的特性

通过使用不同的材料来调节材料和薄膜之间的相互作用,可以为柔性压力传感器提供更多的应用。目前用来调节压力特性的薄膜分为两类:表面处理技术(如:蚀刻)和微机械加工技术(如:涂布或印刷)。例如,表面处理可以使金属与塑料制成的传感器具有高灵敏度,并且可以在一段时间内对压电性能进行测量。此外,微机械加工技术可以在压力传感器中将压电性能与特定的光学性质相结合,以产生特殊的光学特性效果,例如表面粗糙度降低或表面硬度提高。如果没有适当的微机械加工技术,则可能无法进行高灵敏度和高动态范围目标检测与控制。当这种情况发生时,需要一种有效和灵活方式来调节压电器件特性。

3.压电薄膜中存在不同类型的相互作用

在压电薄膜中存在许多不同类型的相互作用,这些相互作用可能导致这些结果。与所有已知的相互作用不同,许多材料已在压电力学中被广泛使用,例如:聚合物(尤其是具有多孔结构的聚合物)。聚合物通常具有与多孔结构相匹配的特征层厚度,从而能够抵抗来自各种不同方向的压力。最重要的是聚合物层与多层之间的交互作用,聚合物在薄膜中呈三维微米级扩散。然而,虽然聚合物非常小,但是也很大地影响了薄膜对压力的响应能力。对于可重复使用的压电薄膜来说,不同类型的相互作用会导致不同的响应能力。