實驗名稱：觸覺控制式電致發(fā)光紗線及其壓力響應性能研究

研究方向：本實驗聚焦壓敏型電致發(fā)光紗線的視覺交互應用，采用加捻工藝制備柔性電致發(fā)光紗線，結合基于壓阻效應的壓敏織物，構筑觸控電致發(fā)光紗線。其中，壓敏織物作為壓力傳感端，具有高靈敏度（在低壓力范圍內約為0.4095kPa-1）、快響應性（響應時間＜50ms）及優(yōu)異的循環(huán)耐久性（＞8000次），可充分感知、記錄、分辨人體動作壓力，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測及觸控功能；柔性電致發(fā)光紗線作為發(fā)光響應端，亮度可達80.93±4.00cd/m2，能滿足夜間閱讀的照明需求。觸控柔性電致發(fā)光紗線的構筑可以實現(xiàn)壓力刺激下的即時發(fā)光響應，為智能穿戴、運動訓練、醫(yī)療保健等領域的高效視覺交互提供了一種實用方案。

實驗目的：實驗采用加捻工藝制備柔性電致發(fā)光紗線，并結合壓敏織物，實現(xiàn)對壓力刺激的發(fā)光響應。

測試設備：ATA-7025高壓放大器、函數(shù)信號發(fā)生器、成像亮度計、光譜亮度計、電子顯微鏡、紅外熱像儀等。

圖1：觸控電致發(fā)光紗線示意圖及實物

實驗過程：

制備觸控式電致發(fā)光紗線，針對壓敏織物的傳感性能測試，然后采用函數(shù)信號發(fā)生器（輸出頻率：10~10000Hz，輸出電壓：2V）和高壓放大器（放大倍數(shù)：0~1000）對柔性電致發(fā)光紗線進行驅動。采用成像亮度計（積分模式：固定模式，固定時間：10ms）對不同電場條件下的柔性電致發(fā)光紗線的亮度進行測試表征，然后進行其他測試表征。

實驗結果：

圖2：壓敏織物的傳感性能（a）靈敏度，（b）響應時間，（c）在不同壓力下的電阻變化，（d）應力-應變曲線，（e）循環(huán)耐久性能

對壓敏織物單個監(jiān)測單元的靈敏度進行測試，結果如圖2所示。可知，壓敏織物在不同的壓力范圍內顯示出不同的靈敏特性。在低壓力范圍（0~3kPa）內，壓敏織物靈敏度為0.4095kPa-1，線性度較好。隨著壓力的增大，線性度惡化。當壓力處于較大范圍（＞70kPa）時，靈敏度降低至0.0107kPa-1。這是由壓阻式柔性傳感器的工作機制導致的。

圖2c示出壓敏織物在不同壓力下的電阻變化?？芍?，對壓敏織物施加一定壓力使其具有穩(wěn)定的初始電阻后，施加2g砝碼，壓敏織物監(jiān)測單元電阻由22280Ω降至21478Ω，電阻變化率超3%。之后依次放置10、20、50、100、200g砝碼時，電阻變化率依次為32%、41%、65%、70%、76%，穩(wěn)定壓力監(jiān)測范圍約為0.544kPa～54.444kPa。這主要得益于1+1羅紋導電織物優(yōu)異的力學性能，在較小的外力作用下可實現(xiàn)較大的形變，電阻值迅速變化實現(xiàn)優(yōu)異的響應性。

高壓放大器推薦：ATA-7025

圖：ATA-7025高壓放大器指標參數(shù)

本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產品詳情請持續(xù)關注我們。西安安泰電子Aigtek已經成為在業(yè)界擁有廣泛產品線，且具有相當規(guī)模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。