镓基液态金属柔性应变传感器的设计优化与实验验证

为了描述传感器微通道结构对传感器输出特性的影响,本文引入传感器横纵微通道长度关系的参数横纵比,综合考虑传感器中垂直和平行于应变方向的微通道中液态金属在应变下的电阻变化规律,建立了镓基液态金属柔性应变传感器数学模型.根据建立的数学模型,优化设计并制备了 5 种应变传感器样品,在 40%应变范围内进行实验.结果表明本文建立的数学模型可以良好地预测不同微通道结构传感器的输出,并为设计优化高灵敏度传感器提供了方向.实验测试结果表明设计的应变传感器在 40%应变时的灵敏度为 2.01、滞后度为 5.1%,且重复性和输出稳定性较高.将设计的传感器用于手指、手肘的关节运动检测,探索了镓基液态金属柔性应变传感器在关节运动检测方面的应用.本文为镓基液态金属柔性应变传感器在可穿戴领域中的应用提供了理论支持.