（文章來源：阿旭的世界）

柔性傳感器采用柔性材料構(gòu)成，具有很好的延展性，能夠根據(jù)被測物體的形狀來進行彎曲和變化，由于它的使用靈活性，被用到了包括可穿戴、紡織品，醫(yī)療等很多領(lǐng)域。

早些年我也接觸過很多的柔性傳感器廠家，大多是國外的公司，他們的傳感器種類繁多，應(yīng)用的領(lǐng)域也很廣泛，但是有一個很讓人頭疼的問題就是價格太高，這個確實也沒有辦法，因為當(dāng)時國內(nèi)還沒有可以替代的同類產(chǎn)品。從那時起，我開始關(guān)注這方面的研究和進展，同樣也結(jié)合實際工作需要，想通過一些方法實現(xiàn)同樣的傳感器功能，我知道這需要先了解國外產(chǎn)品的設(shè)計原理和采集方式。

柔性傳感器大多是通過自身形變來反應(yīng)某個參數(shù)的變化，目前來說，從我接觸的傳感器類型一般以電阻型和電容型傳感器居多，兩種類型的傳感器各有特點，可以適合很多的應(yīng)用場景，既然要自制傳感器，首先至少需要了解這兩種類型傳感器的工作原理和應(yīng)用特點：

一、電阻型柔性傳感器，這種類型的傳感器輸出的參數(shù)為電阻值，你可以把它想象成可變電阻器，只不過它的電阻變化不是通過滑桿，而是通過形變，比較常見的電阻型柔性傳感器就是壓阻片，這個應(yīng)用也很廣泛，一些智能鞋墊的設(shè)計采用了這種壓阻片。除了壓阻片，其實我更感興趣的是可穿戴織物，它也是電阻型柔性傳感器的一種，這種傳感器以彈力布為基材，印刷導(dǎo)電銀漿或碳漿，它很容易加工，可以按照自己的需求隨意定制，適合大規(guī)模生產(chǎn)，主要用于檢測變化量較大的信號，由于價格比較便宜，很適合作為一次性耗材使用。

二、電容型柔性傳感器，這種類型的傳感器原理是通過形變改變導(dǎo)電材料之間的距離從而改變自身的電容特性，它受環(huán)境的影響很大，所以一般采取間接接觸的方式來采集數(shù)據(jù)，優(yōu)勢是靈敏度通過優(yōu)化設(shè)計可以做得很好，由于基材的原因，一般適合于微小形變檢測，采用陣列式布局的產(chǎn)品更有市場前景，由于用實物講解比較不容易理接，我們還是用圖片說明：

我們把上圖中的黑色條紋當(dāng)作電容傳感器的表面電極，白色部分是柔性傳感器的基材也就是絕緣部分，想象一下我們通過左右拉伸，每條黑色條紋之間的距離會加大，電容的大小和黑色條紋之間的距離成反比，這樣通過外部電路就可以檢測到這種變化從而獲取被測物體的變化特征。

原理部分我們已經(jīng)清楚了，下面回歸我們之前的問題，如何自制柔性傳感器？既然要自制傳感器，那么我們先假定一個需求，這個其實也是我目前在考慮做的一個傳感器：檢測圓心與徑向兩個維度的柔性傳感器，我的想法是采用電阻式柔性傳感器設(shè)計模式，大體的形狀和外形見下圖：

看起來像是一個打靶紙，我想這么設(shè)計傳感器的外形，首先柔性傳感器的基材為彈力布，紅色部分為導(dǎo)電銀印刷部分，白色部分為導(dǎo)電碳漿印刷部分，之所以這么設(shè)計是應(yīng)為我想?yún)^(qū)分不同的形變特征，想象一下當(dāng)你用手指在中心點施加壓力時，圓環(huán)之間的導(dǎo)電碳漿層將被拉伸從而造成電阻值變大，這個實現(xiàn)了圓心方向的形變檢測；當(dāng)整個柔性傳感器向四周拉伸時，紅色圓周直徑將變大，圓周整體阻抗也會變大，這樣就實現(xiàn)了徑向形變的檢測，最終我們完成了自制電阻型柔性傳感器的設(shè)計。

電阻型柔性傳感器可以自制，那么電容型柔性傳感器可以自制么？當(dāng)然可以，只是做不到精密機械設(shè)計的小尺寸，但是我們依然可以實現(xiàn)一些功能的檢測，比如檢測一個物體的尺寸，可以是水杯的底部輪廓、手掌的外形，我們還是以圖片的形式給大家說明：

這個是一個棋盤，你可以將黑色部分理解成電容型柔性傳感器的表層電極，白色部分是底層電極，底層電極是一個整個的參考平面，在上下兩層之間采用橡膠層填充，這樣柔性傳感器的材料部分準(zhǔn)備完畢，當(dāng)有物體壓到上面時，必然導(dǎo)致中間的橡膠層發(fā)生形變而改變上下電極之間的電容分布，通過外部電路檢測這種變化就可以近似模擬出物體的輪廓，當(dāng)然想要獲取精度比較高的輪廓需要增加表層電極的數(shù)量和密度，類似于增大圖像顯示的像素和分辨率。

以上就是自制柔性傳感器的一些想法，如果想要更進一步實現(xiàn)一些功能，可以加上外部的一些采集控制電路，結(jié)合算法分析，會得到很好的處理結(jié)果。
（責(zé)任編輯：fqj）