[发明专利]应变传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种应变传感器，其特征在于，包括：

弹性体组件，所述弹性体组件包括弹性体主体以及载荷梁，所述弹性体主体具有相对设置的第一表面与第二表面，所述第一表面具有若干个沿着第一方向延伸的通槽，所述通槽的底壁与所述第二表面之间构成应变梁，所述弹性体主体具有贯穿所述第一表面与所述第二表面且沿着第二方向延伸的通道，所述载荷梁位于所述通道内，所述载荷梁的第一端部连接于所述通道的内壁且所述载荷梁相对的第二端部与所述通道的内壁具有间隔；以及

若干个电阻应变片，各个所述应变梁上均具有所述电阻应变片，各个所述电阻应变片通过光刻工艺形成于对应的所述应变梁上，多个所述电阻应变片通过导线连接成惠斯通全桥电路。

2.根据权利要求1所述的应变传感器，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直，所述载荷梁沿着所述第二方向延伸。

3.根据权利要求1所述的应变传感器，其特征在于，所述弹性体组件整体上呈长条形柱状结构，所述第一方向为所述弹性体组件的宽度方向，所述第二方向为所述弹性体组件的长度方向，所述第一表面与所述第二表面分别为所述弹性体组件高度方向上的两个表面。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的应变传感器，其特征在于，所述应变梁的厚度为0.3mm～1mm；

和/或，所述弹性体主体沿着所述第一表面与所述第二表面之间的厚度为5mm～30mm。

5.根据权利要求1～3任意一项所述的应变传感器，其特征在于，所述载荷梁的朝向所述第一表面的一侧与所述第一表面齐平，所述载荷梁的朝向所述第二表面的一侧与所述第二表面齐平。

6.根据权利要求1～3任意一项所述的应变传感器，其特征在于，所述载荷梁上具有用于加载载荷件的荷载孔或者荷载槽。

7.根据权利要求1～3任意一项所述的应变传感器，其特征在于，所述通槽的侧壁与所述通槽的底壁之间圆滑过渡。

8.根据权利要求1～3任意一项所述的应变传感器，其特征在于，所述第二表面上具有若干个用于固定所述弹性体主体的固定孔或者固定槽，所述固定孔或者所述固定槽远离所述第一端部。

9.根据权利要求1～3任意一项所述的应变传感器，其特征在于，所述弹性体组件的制备材料为金属或合金。

10.一种应变传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备权利要求1～9任意一项所述的弹性体组件；

采用气相沉积方法在所述弹性体组件的第二表面的若干个预定位置分别制备绝缘层；

采用光刻工艺在各个所述绝缘层上制备图案层；

采用物理气相沉积方法在各个所述图案层上制备导电薄膜，形成电阻应变片；

调整各个所述电阻应变片的电阻阻值相等。

11.根据权利要求10所述的应变传感器的制备方法，其特征在于，制备所述的弹性体组件具体包括如下步骤：

采用CNC切割、电火花加工或者倒模工艺制备所述的弹性体组件，对所述的弹性体组件上的所述预定位置进行打磨抛光处理，使得所述预定位置的粗糙度小于200nm，再对所述预定位置进行清洗和干燥处理。

12.根据权利要求10或11所述的应变传感器的制备方法，其特征在于，在所述弹性体组件的第二表面的预定位置采用气相沉积方法制备绝缘层具体包括如下步骤：

在所述弹性体组件的第二表面的预定位置依次制备氧化铝薄膜、氮化硅薄膜以及氧化铝薄膜，其中，氧化铝薄膜采用直流磁控溅射技术制备，氮化硅薄膜采用射频溅射技术制备。

13.根据权利要求10或11所述的应变传感器的制备方法，其特征在于，所述导电薄膜为金属合金或者石墨烯金属复合薄膜；

和/或，所述导电薄膜的厚度为100nm～1000nm。