石墨烯微應(yīng)變壓力傳感器介紹
1、微應(yīng)變壓力傳感器簡(jiǎn)介
1.1敏感物質(zhì)：石墨烯粉制備的高靈敏壓阻漿料。
1.2工作原理：
石墨烯微應(yīng)變傳感器是在柔性基底表面通過(guò)精密絲印工藝制備四根石墨烯電阻絲并組成惠斯通電橋而成。在未加載時(shí)電橋的橋路兩端處于平衡狀態(tài)，當(dāng)受到外力作用時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生微小的形變，同時(shí)帶動(dòng)石墨烯電阻絲也發(fā)生形變并導(dǎo)致其電阻值的變化（受拉應(yīng)力時(shí)電阻增大，受壓應(yīng)力時(shí)電阻減�。姌蛑袠虮蹖�(duì)角線(xiàn)電阻的電阻值變化方向一致，最終導(dǎo)致橋路不平衡，橋路兩端產(chǎn)生偏壓。偏壓輸出和受力呈線(xiàn)性關(guān)系，可通過(guò)軟硬件相關(guān)處理后得到應(yīng)用的力。
1.3傳感器優(yōu)點(diǎn)：
a）靈敏度高：應(yīng)變系數(shù)是常規(guī)金屬類(lèi)的4-5倍（放大后可測(cè)試10-6ε級(jí)別的應(yīng)變產(chǎn)生的信號(hào)）
b）高線(xiàn)性度：具有正向壓阻效應(yīng)線(xiàn)性度＞0.997
c）功耗低：傳感器電阻值1-50KΩ可調(diào)，傳感器功耗為常規(guī)金屬類(lèi)的1/20-1/30。
d）多級(jí)感壓：?jiǎn)蝹�(gè)按鍵在不同力的按壓下（輕/中/重）可以實(shí)現(xiàn)多種功能，豐富了按鍵的設(shè)計(jì)和用戶(hù)體驗(yàn)。
e）高信噪比：傳感器可實(shí)現(xiàn)高倍率放大，傳感器安裝與手機(jī)OLED屏幕下方SNR＞7.
f）外觀設(shè)計(jì)創(chuàng)新：無(wú)需開(kāi)孔，即可直接將傳感器貼裝于多種基材表面（如金屬，玻璃，不銹鋼，塑料等）
g）可實(shí)現(xiàn)多工況使用：可在水下，油污，靜電，強(qiáng)電/磁場(chǎng)，帶手套等多種環(huán)境下操作
h）厚度薄: 柔性壓力傳感器厚度＜0.2mm，可以滿(mǎn)足柔性或曲線(xiàn)場(chǎng)景下的應(yīng)用。
2、傳感器特性說(shuō)明
2.1 外形尺寸
傳感器標(biāo)準(zhǔn)尺寸8.8*5.8mm（其他尺寸可以定制）；
傳感器總厚度0.6mm（自身厚度0.3mm，兩側(cè)各帶0.15mm泡棉）
2.2 性能參數(shù)
2.3 應(yīng)變-電阻變化曲線(xiàn)
2.4 加載-卸載曲線(xiàn)
2.5 可靠性測(cè)試
3、傳感器涉及的行業(yè)產(chǎn)品及特征（部分）
（1）電子消費(fèi)品行業(yè)
蘋(píng)果公司推出的新一代的壓力觸控技術(shù)，結(jié)合了壓力感應(yīng)、觸控動(dòng)作、UI響應(yīng)、效果回饋等不同領(lǐng)域的技術(shù)，為使用者帶來(lái)了全新的交互體驗(yàn)�？梢灶A(yù)見(jiàn)，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)逐漸為業(yè)界跟蹤，逐步成為消費(fèi)電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)功能。其中，壓力觸控的技術(shù)方案，已然是業(yè)內(nèi)摸索和研發(fā)的熱點(diǎn)。
常州二維碳素推出石墨烯壓力觸控解決方案，把石墨烯應(yīng)變感應(yīng)傳感器應(yīng)用到壓力觸控領(lǐng)域，形成全球首款應(yīng)用石墨烯應(yīng)變感應(yīng)原理的3D觸控解決方案。成為除蘋(píng)果方案外，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，最具競(jìng)爭(zhēng)力的3D觸控解決方案之一。另外將石墨烯柔性壓力傳感器貼裝于手機(jī)側(cè)邊邊框上，邊框無(wú)需開(kāi)孔安裝實(shí)體按鍵即可實(shí)現(xiàn) “開(kāi)關(guān)機(jī)”以及音量調(diào)節(jié)的功能。 另外通過(guò)對(duì)信號(hào)算法的進(jìn)一步處理和優(yōu)化，手機(jī)的側(cè)邊邊框可以對(duì)識(shí)別，輕拍，滑動(dòng)，輕壓，重壓，握持這些操作賦予不同的功能，這極大的豐富了手機(jī)設(shè)計(jì)體驗(yàn)感。
（2）健康醫(yī)療行業(yè)
石墨烯壓力傳感器具體輕薄，柔性高靈敏的優(yōu)點(diǎn)可以用于脈搏檢測(cè)，呼吸測(cè)試，智能床墊，智能坐墊，智能枕頭，智能床墊，步態(tài)訓(xùn)練墊，離床檢測(cè)，智能瑜伽墊等。
（3）機(jī)器人
在工業(yè)機(jī)器人方面目前主要是通過(guò)控制機(jī)械行程的方式控制機(jī)械手對(duì)物體的抓取，對(duì)于不同的物體需要重新設(shè)定行程。石墨烯壓力傳感器由于靈敏度和線(xiàn)性度高等優(yōu)點(diǎn)可以對(duì)10克以下的力進(jìn)行有效分辨以及反饋，大大提高了抓取精度以及效率，可以用于機(jī)器人靈巧手，工業(yè)機(jī)器人抓手，以及其他觸覺(jué)傳感器。
（4）智能家居
石墨烯壓力傳感器形變偵測(cè)能力強(qiáng)大，在重油污，重水汽環(huán)境及不同材料界面等復(fù)雜工況下優(yōu)勢(shì)明顯。因此，家居按壓的面板可以為整塊金屬（不銹鋼，鋁合金），很好的解決了家居應(yīng)用領(lǐng)域的防油煙、水汽、電磁干擾等問(wèn)題，因此，大大增強(qiáng)按鍵的可靠性及使用壽命。具有良好的可靠性和耐用性。另外，石墨烯壓力傳感器可根據(jù)用戶(hù)不同的力量習(xí)慣調(diào)整功能觸發(fā)響應(yīng)，大大提高了家居產(chǎn)品的智能及先進(jìn)性。具體應(yīng)用產(chǎn)品包括：智能臺(tái)燈開(kāi)關(guān)，智能音箱開(kāi)關(guān)，微波爐控制開(kāi)關(guān)，油煙機(jī)控制開(kāi)關(guān)，烤箱控制開(kāi)關(guān)，洗衣機(jī)控制開(kāi)關(guān)，洗碗機(jī)控制開(kāi)關(guān)，智能水龍頭控制開(kāi)關(guān)，冰箱面板控制開(kāi)關(guān)，智能窗簾控制開(kāi)關(guān)，智能浴缸控制開(kāi)關(guān)，智能馬桶控制開(kāi)關(guān)，掃地機(jī)器人等。
（5）游戲娛樂(lè)
石墨烯柔性壓力傳感器在娛樂(lè)用途上也有其廣大的應(yīng)用。因其具有極高的靈敏度以及耐折性，既方
便安裝又可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各類(lèi)力學(xué)信號(hào)。例如：運(yùn)用在敲鼓、跳舞毯等游戲機(jī)上，其卷曲的特性可輕松帖附于
游戲機(jī)的表面，配合著音樂(lè)的節(jié)奏，感應(yīng)游戲人員敲擊、跳動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)以及壓力。壓力傳感器將做為敏
感的力學(xué)器件，大幅提升玩家在游戲時(shí)的娛樂(lè)享受。不同力度打擊以及跳動(dòng)，智能游戲由此打開(kāi)。
