[发明专利]一种柔性曲率传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性曲率传感器，其特征在于：

所述柔性曲率传感器包括柔性基底，以及分别位于所述柔性基底相对两面的两个敏感栅，每个所述敏感栅各包含有测量栅，所述两个敏感栅中的测量栅在所述柔性基底的相对两面上完全重合。

2.如权利要求1所述的柔性曲率传感器，其特征在于：

所述两个敏感栅的其中一个敏感栅相对另一个敏感栅旋转180°。

3.如权利要求1所述的柔性曲率传感器，其特征在于：

每个所述敏感栅各连接2根引出线，所述敏感栅上覆盖有保护层。

4.一种柔性曲率传感器，其特征在于：

所述柔性曲率传感器包括柔性基底及敏感栅，所述柔性基底具有相对的两面，每一面上分别具有2个测量方向相互垂直的敏感栅，每个所述敏感栅各包含有测量栅，位于所述柔性基底一面的2个测量方向相互垂直的敏感栅的测量栅的与位于所述柔性基底的另一面的2个测量方向相互垂直的敏感栅的测量栅在所述柔性基底的相对两面上完全重合。

5.如权利要求4所述的柔性曲率传感器，其特征在于：

每个所述敏感栅各连接2根引出线，且所述敏感栅上覆盖有保护层。

6.一种如权利要求1所述的柔性曲率传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)将箔材剪裁成大于光刻版的尺寸，除去箔材表面的油脂和脏物；

b)用胶黏剂旋涂于箔材上制作胶膜基底；

c)采用传统的光刻方法制作2个的相同的应变片；

d)将2个应变片以基底相对压合在一起，其中敏感栅的测量栅完全重合；

e)将成品进行灵敏度系数的标定。

7.如权利要求6所述的柔性曲率传感器的制备方法，其特征在于：

步骤d)将2个应变片以基底相对，其中一个旋转180°后压合在一起，其中敏感栅的测量栅完全重合。

8.如权利要求7所述的柔性曲率传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤a)具体为：

1)将康铜箔剪裁成大于光刻版的尺寸；

2)采用丙酮溶液除去箔材表面的油脂和脏物；

所述步骤b)具体为：

1)选择酚醛环氧树脂作为胶黏剂，用旋涂的方法使箔材表面的胶液分布均匀；

2)水平台上晾置、干燥，在150℃的温度下保持约2个小时，直到其固化；

所述步骤c)具体为：

1)采用光刻技术，经涂胶、前烘、曝光、显影之后，用三氯化铁溶液将箔材刻饰成敏感栅；

2)用高倍显微镜对制作好的应变片进行外形检查；

3)用稀释的三氯化铁溶液作腐蚀剂，将应变片阻值调整到120Ω；

4)去除光刻胶之后，采用贴膜法在敏感栅上覆盖一层保护膜；

5)焊接端头接线；

6)按照基底上的尺寸标志进行剪裁，之后进行规格及电阻值的检查；

所述步骤d)具体为：

1)在基底上旋涂胶黏剂之后采用升温加压的方式将2个应变片以基底相对，其中一个旋转180°后压合在一起，其中敏感栅的测量栅完全重合；

所述步骤e)具体为：

1)分别测量已知曲率半径的被测件，通过万用表来读取电阻的改变值；

2)画出曲率半径和电阻变化值之间的关系图；

3)用最小二乘法进行线性拟合得到整个曲率传感器的比例系数。

9.一种如权利要求4所述的柔性曲率传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)将箔材剪裁成大于光刻版的尺寸，除去箔材表面的油脂和脏物；

b)用胶黏剂旋涂于箔材上制作胶膜基底；

c)采用传统的光刻方法制作2个的相同的应变片；每个所述应变片包括2个测量方向相互垂直的敏感栅；

d)将2个应变片以基底相对压合在一起，其中敏感栅完全重合；

e)将成品进行灵敏度系数的标定。

10.如权利要求9所述的柔性曲率传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤a)具体为：

1)将康铜箔剪裁成大于光刻版的尺寸；

2)采用丙酮溶液除去箔材表面的油脂和脏物；

所述步骤b)具体为：

1)选择酚醛环氧树脂作为胶黏剂，用旋涂的方法使箔材表面的胶液分布均匀；

2)水平台上晾置、干燥，在150℃的温度下保持约2个小时，直到其固化；

所述步骤c)具体为：

1)采用光刻技术，经涂胶、前烘、曝光、显影之后，用三氯化铁溶液将箔材刻饰成敏感栅；每个应变片包括2个测量方向相互垂直的敏感栅；

2)用高倍显微镜对制作好的应变片进行外形检查；

3)用稀释的三氯化铁溶液作腐蚀剂，将应变片阻值调整到120Ω；

4)去除光刻胶之后，采用贴膜法在敏感栅上覆盖一层保护膜；

5)焊接端头接线；

6)按照基底上的尺寸标志进行剪裁，之后进行规格及电阻值的检查；

所述步骤d)具体为：

1)在基底上旋涂胶黏剂之后采用升温加压的方式将2个应变片以基底相对，压合在一起，其中敏感栅完全重合；

所述步骤e)具体为：

1)分别测量已知曲率半径的被测件，通过万用表来读取电阻的改变值；

2)画出曲率半径和电阻变化值之间的关系图；

3)用最小二乘法进行线性拟合得到整个曲率传感器的比例系数。