本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到用柔性傳感器實現(xiàn)壓力測量。

背景技術(shù)：

壓阻傳感器廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工程中的壓力測量領(lǐng)域，特別是在一些國防大型設(shè)備中，存在很多狹小曲面層間結(jié)構(gòu)，需要測量這些層間結(jié)構(gòu)的壓力，以確保系統(tǒng)運行的安全，故而需要薄型柔性的傳感器，可以柔順地帖敷在曲面層間來完成壓力測量任務(wù)。導(dǎo)電高分子復(fù)合材料具有壓阻性和柔韌性，故而可用于制備柔性壓阻傳感器，可用于狹小曲面層間壓力測量。但是，這種復(fù)合材料的輸出電阻隨溫度而變化，因而，在測量中傳感器的輸出會隨著環(huán)境溫度的變化發(fā)生漂移，從而導(dǎo)致傳感器性能下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種減小壓阻傳感器溫度漂移的方法。該方法設(shè)計了一種可減小溫度漂移的差動系統(tǒng)，包含正壓阻正溫阻系數(shù)子單元和負壓阻正溫阻系數(shù)子單元，正壓阻正溫阻系數(shù)子單元由兩片覆合有銅箔電極的聚酰亞胺薄膜和位于中間的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜構(gòu)成，負壓阻正溫阻系數(shù)子單元由兩片覆合有銅箔電極的聚酰亞胺薄膜和位于中間的負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜構(gòu)成，其制備方法包括以下步驟：在聚酰亞胺薄膜上覆合一片邊長為3.68毫米的小正方形金屬電極和一片邊長為2.66厘米的大正方形金屬電極作為底層封裝薄膜，將底層封裝薄膜固定于旋轉(zhuǎn)平臺上備用；將長度10微米、直徑15納米的碳納米管、聚二甲基硅氧烷和正己烷按5∶100∶1000的體積比混合，在超聲振蕩的作用下進行機械攪拌，將正己烷揮發(fā)后形成的碳納米管填充聚二甲基硅氧烷復(fù)合材料膠狀粘稠物滴入固定于旋轉(zhuǎn)平臺上的底層封裝薄膜的大正方形金屬電極之上，利用旋涂形成厚度為60微米的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜，硫化60小時后成型，將硫化在大正方形金屬電極表面之外的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜清除；將長度10微米、直徑15納米的碳納米管、聚二甲基硅氧烷和正己烷按20∶100∶1000的體積比混合，在超聲振蕩的作用下進行機械攪拌，將正己烷揮發(fā)后形成的碳納米管填充聚二甲基硅氧烷復(fù)合材料膠狀粘稠物滴入固定于旋轉(zhuǎn)平臺上的底層封裝薄膜的小正方形金屬電極之上；利用旋涂形成厚度為60微米的負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜，硫化60小時后成型；將硫化在小正方形金屬電極表面之外的負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜清除；在底層封裝薄膜上的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜周圍涂熱固膠，形成由正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜、負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和熱固膠組成的敏感層；將另一個尺寸和結(jié)構(gòu)與底層封裝薄膜相同的薄膜作為頂層封裝薄膜帖附在所述的敏感層之上，使頂層封裝薄膜的大正方形金屬電極、正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的大正方形金屬電極正對，并使頂層封裝薄膜的小正方形金屬電極、負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的小正方形金屬電極正對，形成由頂層封裝薄膜、敏感層和底層封裝薄膜組成的三明治結(jié)構(gòu)；用柔性材料封裝機對所述的三明治結(jié)構(gòu)進行熱壓封裝，進而完成由頂層封裝薄膜的大正方形金屬電極、正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的大正方形金屬電極構(gòu)成的正壓阻正溫阻系數(shù)子單元的制備和由頂層封裝薄膜的小正方形金屬電極、負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的小正方形金屬電極構(gòu)成的負壓阻正溫阻系數(shù)子單元的制備；將正壓阻正溫阻系數(shù)子單元和負壓阻正溫阻系數(shù)子單元接入電橋的相鄰橋臂以構(gòu)成可減小溫度漂移的差動系統(tǒng)。

本發(fā)明的特點及效果：

利用本發(fā)明的方法制備的可減小溫度漂移的差動系統(tǒng)包含正壓阻正溫阻系數(shù)子單元和負壓阻正溫阻系數(shù)子單元，經(jīng)過大量實驗和分析得到了正壓阻正溫阻系數(shù)子單元和負壓阻正溫阻系數(shù)子單元中的碳納米管含量與形貌結(jié)構(gòu)，可確保兩種子單元具有如下特性：正壓阻正溫阻系數(shù)子單元的電阻隨壓力的增加而增大、隨溫度的升高而增大；負壓阻正溫阻系數(shù)子單元的電阻隨壓力的增加而減小、隨溫度的升高而增大。因此，可用這兩種子單元作為電橋相鄰橋臂而構(gòu)成差動系統(tǒng)，進而實現(xiàn)對溫度漂移的抑制，同時還可以提高壓阻靈敏度，可以應(yīng)用于電子皮膚研制和曲面層間壓力測量等領(lǐng)域中。

具體實施方式

在厚度為22.5微米的聚酰亞胺薄膜上覆合一片邊長為3.68毫米的小正方形金屬電極和一片邊長為2.66厘米的大正方形金屬電極作為底層封裝薄膜，將底層封裝薄膜固定于旋轉(zhuǎn)平臺上備用；將長度10微米、直徑15納米的碳納米管、聚二甲基硅氧烷和正己烷按5∶100∶1000的體積比混合，在超聲振蕩的作用下進行機械攪拌，將正己烷揮發(fā)后形成的碳納米管填充聚二甲基硅氧烷復(fù)合材料膠狀粘稠物滴入固定于旋轉(zhuǎn)平臺上的底層封裝薄膜的大正方形金屬電極之上，利用旋涂形成厚度為60微米的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜，硫化60小時后成型，將硫化在大正方形金屬電極表面之外的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜清除，僅保留硫化在大正方形金屬電極表面上的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜；將長度10微米、直徑15納米的碳納米管、聚二甲基硅氧烷和正己烷按20∶100∶1000的體積比混合，在超聲振蕩的作用下進行機械攪拌，將正己烷揮發(fā)后形成的碳納米管填充聚二甲基硅氧烷復(fù)合材料膠狀粘稠物滴入固定于旋轉(zhuǎn)平臺上的底層封裝薄膜的小正方形金屬電極之上；利用旋涂形成厚度為60微米的負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜，硫化60小時后成型；將硫化在小正方形金屬電極表面之外的負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜清除，僅保留硫化在小正方形金屬電極表面上的負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜；在底層封裝薄膜上的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜周圍涂熱固膠，形成由正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜、負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和熱固膠組成的敏感層；將另一個尺寸和結(jié)構(gòu)與底層封裝薄膜相同的薄膜作為頂層封裝薄膜帖附在所述的敏感層之上，使頂層封裝薄膜的大正方形金屬電極、正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的大正方形金屬電極正對，并使頂層封裝薄膜的小正方形金屬電極、負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的小正方形金屬電極正對，形成由頂層封裝薄膜、敏感層和底層封裝薄膜組成的三明治結(jié)構(gòu)；用柔性材料封裝機對所述的三明治結(jié)構(gòu)進行熱壓封裝，進而完成由頂層封裝薄膜的大正方形金屬電極、正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的大正方形金屬電極構(gòu)成的正壓阻正溫阻系數(shù)子單元的制備和由頂層封裝薄膜的小正方形金屬電極、負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的小正方形金屬電極構(gòu)成的負壓阻正溫阻系數(shù)子單元的制備；將正壓阻正溫阻系數(shù)子單元和負壓阻正溫阻系數(shù)子單元接入電橋的相鄰橋臂以構(gòu)成可減小溫度漂移的差動系統(tǒng)。

實施例

在厚度為22.5微米的聚酰亞胺薄膜上覆合一片邊長為3.68毫米、厚度為10微米的小正方形金屬電極和一片邊長為2.66厘米、厚度為10微米的大正方形金屬電極作為底層封裝薄膜，小正方形金屬電極的幾何中心和大正方形金屬電極的幾何中心的距離為6厘米，將底層封裝薄膜固定于旋轉(zhuǎn)平臺上備用；將長度10微米、直徑15納米的碳納米管、聚二甲基硅氧烷和正己烷按5∶100∶1000的體積比混合，在超聲振蕩的作用下進行機械攪拌，將正己烷揮發(fā)后形成的碳納米管填充聚二甲基硅氧烷復(fù)合材料膠狀粘稠物滴入固定于旋轉(zhuǎn)平臺上的底層封裝薄膜的大正方形金屬電極之上，利用旋涂形成厚度為60微米的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜，硫化60小時后成型，將硫化在大正方形金屬電極表面之外的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜清除，僅保留硫化在大正方形金屬電極表面上的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜；將長度10微米、直徑15納米的碳納米管、聚二甲基硅氧烷和正己烷按20∶100∶1000的體積比混合，在超聲振蕩的作用下進行機械攪拌，將正己烷揮發(fā)后形成的碳納米管填充聚二甲基硅氧烷復(fù)合材料膠狀粘稠物滴入固定于旋轉(zhuǎn)平臺上的底層封裝薄膜的小正方形金屬電極之上；利用旋涂形成厚度為60微米的負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜，硫化60小時后成型；將硫化在小正方形金屬電極表面之外的負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜清除，僅保留硫化在小正方形金屬電極表面上的負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜；在底層封裝薄膜上的正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜周圍涂熱固膠，形成由正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜、負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和熱固膠組成的敏感層；將另一個尺寸和結(jié)構(gòu)與底層封裝薄膜相同的薄膜作為頂層封裝薄膜帖附在所述的敏感層之上，使頂層封裝薄膜的大正方形金屬電極、正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的大正方形金屬電極正對，并使頂層封裝薄膜的小正方形金屬電極、負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的小正方形金屬電極正對，形成由頂層封裝薄膜、敏感層和底層封裝薄膜組成的三明治結(jié)構(gòu)；用柔性材料封裝機對所述的三明治結(jié)構(gòu)進行熱壓封裝，進而完成由頂層封裝薄膜的大正方形金屬電極、正壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的大正方形金屬電極構(gòu)成的正壓阻正溫阻系數(shù)子單元的制備和由頂層封裝薄膜的小正方形金屬電極、負壓阻正溫阻系數(shù)敏感薄膜和底層封裝薄膜的小正方形金屬電極構(gòu)成的負壓阻正溫阻系數(shù)子單元的制備；將正壓阻正溫阻系數(shù)子單元和負壓阻正溫阻系數(shù)子單元接入電橋的相鄰橋臂以構(gòu)成可減小溫度漂移的差動系統(tǒng)。