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以all-polymer材料製作壓阻式壓力感測器
Thesis

以all-polymer材料製作壓阻式壓力感測器

洪思遠
Masters, 國立清華大學, 工程與系統科學系
2010

Abstract

導電高分子 壓阻式壓力感測器 壓阻特性 孔洞性結構
壓力感測在各領域上被廣泛使用,如醫學上用於足壓量測、關節壓力分析、義肢配合、牙齒咬合等…方面,由壓力分布量測,可提供醫師指標,協助病患矯正不良姿勢;工業上應用於輪圈和輪胎之壓力分布量測,經由壓力分布量測可以改善輪胎和輪圈之最佳化設計;也可用於機台壓力分布量測,藉由壓力分布量測可協助校正機台;在電子構裝散熱上,接觸面積大小是一個重要因素,透過壓力分布量測,可以觀測散熱模組與熱源是否有密合接觸,做為平整度分析之參考數據,以此改善散熱模組效率。 傳統壓力感測器造價昂貴且不易大面積製作,高分子材料具備容易加工、價格便宜、環境容忍度佳,本實驗遂以全高分子聚合物為材料,設計出一具備壓阻特性之壓阻式壓力感測器;該感測器為一三明治結構之感測器,由上、下電極和中間之可變電阻層所構成,可變電阻層具備孔洞性結構,當壓力感測器受壓時,可變電阻層受到壓縮,感測器之電阻變小,而當壓力釋放時可變電阻層恢復原狀,感測器之電阻值變大。 本實驗以一定壓壓力裝置對壓力感測器進行性能測試,測試方式以24.2(kN/m2)為一壓力單位,逐漸增大施加壓力至145.2(kN/m2),同時以三用電錶量測壓力感測器之電阻值,以此觀察壓力感測器之壓阻特性;實驗結果顯示吾人成功設計出全高分子聚合物壓力感測器,該感測器具備〝電阻值隨施加壓力增大而漸小〞之壓阻特性。

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