[发明专利]一种柔性压力传感系统

权利要求书

1.一种柔性压力传感系统，其特征在于该系统包括柔性压力传感器、信号采集装置和上位机；所述上位机通过信号采集装置与柔性压力传感器的输出端连接，信号采集装置用来采集柔性压力传感器的信号，上位机对采集来的数据进行处理，将作用于柔性压力传感器上的压力分布状态呈现在上位机的显示屏中，得到压力分布图像；

所述柔性压力传感器由上至下依次包括上缓冲层、上电极层、介电层、下电极层和下缓冲层，且上缓冲层、上电极层、介电层、下电极层和下缓冲层均包裹在屏蔽层内，所述屏蔽层采用防辐射布，屏蔽层接地；上电极层和下电极层上分别设有M条和N条带状平行电极，且上电极层和下电极层上的平行电极在空间上垂直相交；这样每个上电极层和下电极层的平行电极交叉的部分则构成了一个电容单元，即该柔性压力传感器是由M×N个电容单元阵列而成，每一个电容单元都是一个传感器单元；上电极层和下电极层上的电极材料为导电布；介电层为高分子聚酯类泡沫；

所述信号采集装置包括交流信号源、开关扫描装置和数据采集模块，交流信号源为正弦信号源；所述开关扫描装置为一个多路开关，交流信号源与开关扫描装置的输入端连接，开关扫描装置的M路输出端与上电极层的M条电极相连；

数据采集模块包括数据采集卡和N路采样电阻，每路采样电阻分别连接柔性压力传感器的下电极层上的N条平行电极，N路采样电阻同时连接数据采集卡连接，使用数据采集卡采集每路采样电阻的电压；同时数据采集卡与交流信号源连接，为交流信号源提供信号；

每条带状平行电极的电阻仅2～3欧，每条平行电极的宽度为9mm；相邻两条平行电极之间的间距为7mm，每平方分米中阵列39个传感器单元；

用柔性导电布作为电极材料时，电极电阻较小，这使得每一个电容单元更加灵敏，能够测得较小的压力，测量精度提高；另一方面采用的平行电极宽度变小，则每一个电容的相对面积变小，初始电容变小；

柔性压力传感器在结构上通过减小电极宽度和间距使得每平方米的传感器单元数达到之前同类传感器单元数的3倍，即传感器单元的单位密度提升为之前的3倍；

在柔性压力传感器的结构上外加了屏蔽层，有效减少了传感器单元的抗干扰能力，同时采用柔软的防辐射布将整个柔性压力传感器封闭，接地处理，能屏蔽干扰信号，还能保证整个柔性压力传感器的柔性；

该系统在保证柔性的同时能够实现电容单元的高密度阵列，进而获得更高的分辨率。

2.根据权利要求1所述的柔性压力传感系统，其特征在于所述数据采集卡的型号为NIPXI-6251，开关扫描装置为NI-PXI/PXIe 2527多路开关板卡。