基于切纸设计切割的高灵敏度和高拉伸性的压电应变传感器

摘要 可穿戴技术需要具有小尺寸、灵活性和无线通信等特性的高性能传感器。拉伸性、灵敏度和可调性是至关重要的传感器特性；拉伸性和灵敏度确保用户舒适和准确的感测性能，而可调性对于在不同动作范围的各种应用中实施传感器至关重要。在这项研究中，我们开发了一种高性能的切纸压电应变传感器。利用有限元分析评估了感测性能，并优化了切纸图案。分析了四种不同切纸图案传感器的电机械特性。还设计了一个传感器电压测量电路，通过提高测量精度将输出电压放大了86.5倍。构建的压电切纸传感器灵敏度为9.86 V/cm²，拉伸性为320.8%，均高于之前报告的切纸压电应变传感器。最后，制造的传感器成功应用于用于演奏乐器的触觉手套中。