电阻型压力传感器一般由衬底和导电材料构成

发布时间：2022年07月01日 17时19分53秒

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　　电阻型压力传感器将压力变化转换成电阻或者电流的变化，根据电阻的定义划分的话，其中ρ 是电阻率，L 是长度，S 是横截面积，它的传感机理简单，结构和制备流程也简单，能量消耗小，因此受到了研究者们的广泛关注。

　　而电阻型压力传感器一般由衬底和导电材料构成，为了获得良好的柔性和可拉伸性，衬底一般会采用弹性体，如PDMS聚对苯二甲酸乙二醇酯，而导电材料除了具有一定导电能力外，还需要对压力的变化很敏感。其次电阻的变化又可以概括为以下四个因素。

　　1、材料的形状结构变化，结构变形会导致长度 L 和截面积 S 的变化。

　　2、材料能带结构的变化，比如石墨烯的拉伸程度超过20%时，电子能带结构会发生改变，从而引起导电性能发生变化，在半导体硅基材料中也发现了这种现象。

　　3、两种材料之间的接触电阻的变化(Rc)，利用静电纺丝方法制成的 ZnO/ SiO2纳米纤维薄膜，在1.25 cm−1曲率下灵敏度(Imax/I0)达到12.75. 它的传感机理是随着压力的增加，纤维的接触变得更加紧密，导致电阻变小。这类传感器的缺点是容易出现信号漂移和滞后。

　　4、复合材料内部导电相的间隔发生变化，将导电填料作为第二相加入到导电能力相对较差的高分子材料当中， 达到渗透阈值时， 导电相会形成导电网络，表现为电阻明显减小。导电网络的形成目前主要有两个理论：一是渗透理论，二是隧道电流效应。

　　另外电阻型与电容型压力传感器在设计策略上有类似的地方，为了获得较高的灵敏度，会使用具有微结构的柔性衬底或导电层。尖锥状阵列、球状阵列、柱状阵列，互锁结构等微结构的应用显著提升了传感器的灵敏度。

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