Tekscan柔性薄膜网格状触觉压力传感器上.doc

Tekscan柔性薄膜网格状触觉压力传感器上 电子报/xx?/3月/28日/第011版职业技能Tekscan柔性薄膜网格状触觉压?传感器(上)成都生为编译美国Tekscan公司开发的压?分布传感器测?系统是一种专利技术，该传感器厚度仅为0.1mm，具有柔性薄膜特性，因而为测?各种接触面之间的压?创造了很好的条件。 标准的柔性薄膜压?传感器由两片很薄的聚脂薄膜组成，其中的一片薄膜内表面铺设?干?的带状导体；另一片薄膜内表面铺设?干列的带状导体。 导体的宽度以及导体之间的间距，还可根据用户的要求而设计。 导体的外表面涂有特殊的压敏半导体材?的涂层，当两片薄膜合为一体时，这些横向导体和纵向导体的交叉点就形成了压?传感的点阵列，呈网络状，如图1所示。 当外?作用到传感点上时，其半导体的阻值会随外?成比例变化，无压?时，其阻值最大(大于M级)；压?越大，其阻值越小。 该传感器内导体的宽度与间距决定了每单位面积内传感点的数?，即空间分辨率，这可视用户需要而定。 传感器面积上的空间分辨率的值，可满足各种?同的测?要求，例如:在汽车?业中用于座椅压?分布研究的传感器，每一片传感器可含有2000个传感点；用于医学中牙齿咬合?分析系统，传感器上有1500个传感点。 传感器可制成?同的形状和规格，压?测?范围为0Mpa175Mpa，其精度为5%。 常用的柔性薄膜网格状的压?传感器为圆片形(见图1)。 该网格传感器的独特之处在于传感区与非传感区之间是完全绝缘的。 知道了传感点的空间尺寸分布，就能用软件把一定面积上传感器所受的?进?智能数字化处?并进?显示(用LED或LCD)。 现在，美国Tekscan公司开发的这种柔性薄膜网格状压?传感器，已应用到多种?业，例如，在汽车?业中，研究座椅的舒适性时，需要测?人体对座椅的压?分布；为提高汽车轮胎的性能，需要测?汽车轮胎与地面的接触压?分布；为优化挡风玻璃雨刷的清洁效果，需要测?雨刷片对玻璃的压?分布等。 其他工业领域，如CMP抛光，需要测?抛光头对晶片的压?分布。 所以，美国Tekscan公司开发研制的压?分布测?系统为许多?业提供了一种方?、先进的测?工具。 该系统可对任何接触面的压?分布进?静态和动态的测?。 测?系统由硬件和软件组成。 硬件包括传感器的A/D转换电?；软件基于PC机(WindowsXP操作系统)利用C语言完成的单片机智能化显示系统。 一、传感器的硬件电?柔性薄膜传感器，可应用在许多方面，其中之一是传感器受?电压的变换电?，要求是把变换的输出适用于工程上的要求，即传感器的灵敏度能够可调:增加或降低。 图2是一种基本应用电?的实例，电?中电源电压是固定的(+5v)，参考电阻RF是可变的(1k100k)，传感器电阻Rs无负载时5M。 该电?将运放MCP6001接成反相放大器使用，并由VT-5V直流激励压?驱动。 该运放产生的模拟?输出电压与传感器自身电阻Rs和参考电阻RF有关，?改变参考电阻RF或激励电压VT即可变化运放的输出电压动态范围，即Vout=VTX(RP/Rs)。 调节时，选择较低的参考电阻值Rr或降低激励电压V