石墨烯微應變壓力傳感器介紹
1、微應變壓力傳感器簡介
1.1敏感物質：石墨烯粉制備的高靈敏壓阻漿料。
1.2工作原理：
石墨烯微應變傳感器是在柔性基底表面通過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。在未加載時電橋的橋路兩端處于平衡狀態(tài)，當受到外力作用時，結構會發(fā)生微小的形變，同時帶動石墨烯電阻絲也發(fā)生形變并導致其電阻值的變化（受拉應力時電阻增大，受壓應力時電阻減�。�，電橋中橋臂對角線電阻的電阻值變化方向一致，最終導致橋路不平衡，橋路兩端產(chǎn)生偏壓。偏壓輸出和受力呈線性關系，可通過軟硬件相關處理后得到應用的力。
1.3傳感器優(yōu)點：
a）靈敏度高：應變系數(shù)是常規(guī)金屬類的4-5倍（放大后可測試10-6ε級別的應變產(chǎn)生的信號）
b）高線性度：具有正向壓阻效應線性度＞0.997
c）功耗低：傳感器電阻值1-50KΩ可調，傳感器功耗為常規(guī)金屬類的1/20-1/30。
d）多級感壓：單個按鍵在不同力的按壓下（輕/中/重）可以實現(xiàn)多種功能，豐富了按鍵的設計和用戶體驗。
e）高信噪比：傳感器可實現(xiàn)高倍率放大，傳感器安裝與手機OLED屏幕下方SNR＞7.
f）外觀設計創(chuàng)新：無需開孔，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）可實現(xiàn)多工況使用：可在水下，油污，靜電，強電/磁場，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，可以滿足柔性或曲線場景下的應用。
2、傳感器特性說明
2.1 外形尺寸
傳感器標準尺寸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，兩側各帶0.15mm泡棉）
2.2 性能參數(shù)
2.3 應變-電阻變化曲線
2.4 加載-卸載曲線
2.5 可靠性測試
3、傳感器涉及的行業(yè)產(chǎn)品及特征（部分）
（1）電子消費品行業(yè)
蘋果公司推出的新一代的壓力觸控技術，結合了壓力感應、觸控動作、UI響應、效果回饋等不同領域的技術，為使用者帶來了全新的交互體驗。可以預見，這項技術會逐漸為業(yè)界跟蹤，逐步成為消費電子產(chǎn)品的標準功能。其中，壓力觸控的技術方案，已然是業(yè)內摸索和研發(fā)的熱點。
常州二維碳素推出石墨烯壓力觸控解決方案，把石墨烯應變感應傳感器應用到壓力觸控領域，形成全球首款應用石墨烯應變感應原理的3D觸控解決方案。成為除蘋果方案外，具有完全自主知識產(chǎn)權的，最具競爭力的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側邊邊框上，邊框無需開孔安裝實體按鍵即可實現(xiàn) “開關機”以及音量調節(jié)的功能。 另外通過對信號算法的進一步處理和優(yōu)化，手機的側邊邊框可以對識別，輕拍，滑動，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設計體驗感。
（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)點可以用于脈搏檢測，呼吸測試，智能床墊，智能坐墊，智能枕頭，智能床墊，步態(tài)訓練墊，離床檢測，智能瑜伽墊等。
（3）機器人
在工業(yè)機器人方面目前主要是通過控制機械行程的方式控制機械手對物體的抓取，對于不同的物體需要重新設定行程。石墨烯壓力傳感器由于靈敏度和線性度高等優(yōu)點可以對10克以下的力進行有效分辨以及反饋，大大提高了抓取精度以及效率，可以用于機器人靈巧手，工業(yè)機器人抓手，以及其他觸覺傳感器。
（4）智能家居
石墨烯壓力傳感器形變偵測能力強大，在重油污，重水汽環(huán)境及不同材料界面等復雜工況下優(yōu)勢明顯。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用領域的防油煙、水汽、電磁干擾等問題，因此，大大增強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)用戶不同的力量習慣調整功能觸發(fā)響應，大大提高了家居產(chǎn)品的智能及先進性。具體應用產(chǎn)品包括：智能臺燈開關，智能音箱開關，微波爐控制開關，油煙機控制開關，烤箱控制開關，洗衣機控制開關，洗碗機控制開關，智能水龍頭控制開關，冰箱面板控制開關，智能窗簾控制開關，智能浴缸控制開關，智能馬桶控制開關，掃地機器人等。
（5）游戲娛樂
石墨烯柔性壓力傳感器在娛樂用途上也有其廣大的應用。因其具有極高的靈敏度以及耐折性，既方
便安裝又可實時監(jiān)測各類力學信號。例如：運用在敲鼓、跳舞毯等游戲機上，其卷曲的特性可輕松帖附于
游戲機的表面，配合著音樂的節(jié)奏，感應游戲人員敲擊、跳動產(chǎn)生的振動以及壓力。壓力傳感器將做為敏
感的力學器件，大幅提升玩家在游戲時的娛樂享受。不同力度打擊以及跳動，智能游戲由此打開。
