基于炭黑填充导电橡胶的压力/温度传感器非线性特性

刘平^1,2，黄英^2,3，蔡文婷³，刘秀梅³，李锐琦³，王大月³

1. 中国科学技术大学自动化系2. 中国科学院合肥智能机械研究所3. 合肥工业大学电子科学与应用物理学院

摘 要：通过研究电阻率和电阻几何系数对"负电阻-压力系数"（NPCR）和"正电阻-温度系数"（PTCR）的影响,分析了炭黑填充导电橡胶（导电炭黑/橡胶）的压力/温度传感器的非线性特性。结果表明:导电炭黑/橡胶的NPCR和PTCR效应产生非线性的主要原因为电阻率的非线性变化;当炭黑体积分数接近渗流体积分数时,其电阻率对体积的变化敏感程度高,此时,导电炭黑/橡胶的NPCR和PTCR效应的非线性特性较强;由于导电炭黑/橡胶的体压缩系数大于其热膨胀系数,且导电炭黑/橡胶在压力场和温度场下的形变过程不同,导电炭黑/橡胶NPCR效应的非线性强于PTCR效应的非线性。

关键词：复合材料;非线性;压力;温度;炭黑;导电橡胶;柔性触觉传感器;