[发明专利]一种柔性称重传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及重量计量技术领域，具体涉及一种柔性称重传感器及其制备方法。所述的称重传感器包含电极(1)、粘附层(2)和重量敏感层(3)；所述的称重传感器的组成结构为5层夹心结构；其组成依次为电极(1)、粘附层(2)、重量敏感层(3)、粘附层(2)、电极(1)。其制备方法为：电极(1)上涂布基体材料；涂布有基体材料的电极(1)一面涂布功能材料；涂布有功能材料的电极(1)一面再次涂布基体材料；另外一电极(1)上涂布基体材料；将所得两电极(1)基体材料面粘合，即得。本发明的优点：对温度和湿度不敏感、性能稳定、非线性误差低、计量精准、体积小、应用面广。

技术领域

本发明涉及重量计量技术领域，具体涉及一种柔性称重传感器及其制备方法。

背景技术

传感器技术广泛应用于各行各业，它的误差大小直接影响到测控系统的性能和测量准确度。现代测控系统对传感器的准确度、稳定性和工作条件都提出了更高的要求。在现代化的工业生产流程中，重量信息经常成为关键的信息来源和控制目标。例如在车辆衡系统中，重量信息就是所需要的最终输出数据。在灌装生产线上，重量信息就成为灌装生产流程的控制目标。因此，称重的可靠性和精确性具有重大意义。

称重传感器主要是将力信号转变成电信号，从而来检测力信号的大小，称重传感器主要是用来称量物体的质量，称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。

随着数字化和信息化技术的发展，传统的称重系统已经开始进入数字称重系统时代，在传感器中内置具备高精度模数转换功能和数字处理能力的电路，将传感器的受载力信息转化成数字信号。一只或多只数字称重传感器通过有线或者无线等通讯方式，与仪表、工控机等终端设备进行数据和指令的交互，共同构成称重通讯拓扑网络，将格式化后的称重数据发往仪表、工控机等终端设备，进行最终处理和显示。

现有的称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等，以电阻应变式使用最广。电阻应变式称重传感器是基于应变效应，在外力作用下，粘贴于弹性体表面的应变片，跟弹性体一起产生形变，应变片产生形变后，其阻值会发生变化，测量电路将阻值的变化转化成电信号输出，从而间接得测量出外力。电阻应变式称重传感器主要由弹性体、应变片与测量电路三部分组成。目前使用的称重传感器有诸多的缺点：(1)应用最广的电阻应变式称重传感器的精度，容易受到外界环境温度，以及使用环境湿度的影响。(2)现有的称重传感器体积较大，不适用于空间受限的应用场景下。(3)现有的称重传感器对称量的环境要求较高：需在平整的平面，没有外界干扰的静态下进行称量。(4)刚性的称重传感器无法在动态的应用场景中进行精准称重。诸多的缺点，使得现有的称重传感器的应用场景受限。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种对温度和湿度不敏感、性能稳定、非线性误差低、计量精准、体积小、应用面广的柔性称重传感器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种柔性称重传感器，包含电极1、粘附层2和重量敏感层3；所述的称重传感器的组成结构为5层夹心结构；其组成依次为电极1、粘附层2、重量敏感层3、粘附层2、电极1。

进一步的，所述的电极1为银电极或石墨烯电极或碳纳米管电极或铜电极。

进一步的，所述的粘附层2为涂布在电极1上的基体材料。

进一步的，所述的基体材料为导电聚氨酯或聚苯胺或聚吡咯或聚苯乙炔或聚3，4-乙烯二氧噻吩或PDMS-6181或PDMS-184或PDMS-651或TPU或环氧树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺中的一种或任意几种的混合物。

进一步的，所述的重量敏感层3为涂布在粘附层2上的功能材料或功能材料和成膜材料的混合物。