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文档简介

聚丙烯酰胺基水凝胶柔性应变传感器的制备及性能

摘要：

随着柔性电子技术的发展，柔性传感器在可穿戴设备、健康监测等领域得到广泛应用。本文以聚丙烯酰胺基水凝胶为基础材料，通过简单的制备工艺，成功制备了一种柔性应变传感器。通过对该传感器的性能评估与测试，验证了其在应变检测方面的可靠性和灵敏性。

1.引言

柔性传感器作为一种新型的传感器，与传统的硬性传感器相比，具有重量轻、体积小、可随意弯曲等特点，在可穿戴设备、健康监测、智能医疗等领域具有广泛应用前景。随着技术的发展，制备柔性传感器的方法也越来越多样化，其中聚丙烯酰胺基水凝胶作为一种重要的柔性材料，在传感器制备中得到了广泛应用。

2.制备方法

2.1材料准备

聚丙烯酰胺基水凝胶是本实验的关键材料，它具有优异的柔性和可塑性。先将丙烯酰胺溶解在蒸馏水中，加入过碳酸钾，通过加热搅拌使其完全溶解成无色透明的溶液，然后经过冷却静置，得到透明的聚丙烯酰胺基水凝胶。

2.2传感器结构设计

将制备好的聚丙烯酰胺基水凝胶切割成长方形形状，作为传感器的感应层，采用两根金属电极片作为电极层，将其与感应层并排粘结在一起，最后通过导线将电极层与测量仪器连接。

3.性能测试

3.1应变测试

将制备好的柔性传感器放置在应变测试平台上，通过调整平台的张力可以产生不同程度的应变。使用电压表测量传感器感应层两端的电压差，根据电阻公式计算出传感器的应变程度。

3.2灵敏性测试

通过对传感器感应层施加不同程度的力，测量感应层两端的电压差，根据电压差与力的关系得到传感器的灵敏性。

4.结果与分析

经过应变测试，得到以下结果：在0-500N的应变范围内，传感器输出的电压变化较为稳定，与应变大小呈正比关系，具有较好的线性性。经过灵敏性测试，传感器对于不同程度的力都能产生一定程度的电压变化，且变化幅度较大，证明其灵敏性较好。

5.结论

本实验通过制备聚丙烯酰胺基水凝胶柔性应变传感器，并对其进行性能测试。结果表明，该传感器具有良好的应变检测可靠性和灵敏性，适用于柔性电子设备、医疗行业等领域的应变监测。本研究为柔性传感器的制备及应用提供了一种简单有效的方法。

附录：

图1.聚丙烯酰胺基水凝胶柔性应变传感器结构示意图

图2.传感器应变测试实验结果图

图3.传感器灵敏性测试实验结果通过应变测试和灵敏性测试，我们对制备的聚丙烯酰胺基水凝胶柔性应变传感器进行了性能测试。测试结果表明，在0-500N的应变范围内，传感器的电压变化稳定，并与应变大小呈现正比关系，具有较好的线性性。传感器对不同程度的力也能产生一定程度的电压变化，并且变化幅度较大，证明其具有良好的灵敏性。因此，该传

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