传感器是实现信息检测与传递的关键装置,可将被测量信息转换为电信号等便于处理的形式。压力传感器可将压力信号转化为电阻、电压、电容等物理信号,用于测量绝对压力或压力变化,广泛应用于触觉感知、指纹识别、医疗监护等领域。
传统压力传感器多采用刚性材料,存在体积大、重量重、无法承受大形变等局限性,限制了其在柔性人机交互等新兴领域的应用。因此,柔性压力传感器应运而生,其柔性材料具有可弯曲、可变形、低弹性模量、高可拉伸性等优势。随着研究深入,灵敏度、响应速度、检测限、性能稳定性等传统性能指标外,压力响应范围、可拉伸性能、压力分辨率和空间分辨率等也成为评估柔性压力传感器性能的重要参数。
柔性压力传感器依据传感原理主要分为电容型、电阻型、压电型和摩擦电型四种类型。电容型压力传感器结构简单,能检测静态力和动态力,但易受外场干扰;电阻型压力传感器同样能检测静态和动态力,结构简单但信号漂移较大;压电型压力传感器响应时间快,可自供电,但多只能检测动态力;摩擦电型压力传感器制作成本低、结构简单、输出电压高、自驱动,但一般也只能测动态力。
柔性压力传感器的基底材质大多是聚脂薄膜(PET)或织物,聚脂薄膜在柔性形变程度、透气性等方面局限性明显,而且有一定的异物感,在长期使用过程中,面临着易脱落、需定期校准感知层厚度变化的问题。采用纺织材料制成的织物传感器可以任意揉折、卷曲,透气性强,近乎“0”异物感,适合嵌入到触感柔软的产品中。
在众多开展柔性压力传感器研究的企业中,纤知智能的柔性织物压力传感器以其独特的原理、卓越的性能优势和广泛的应用场景脱颖而出。
技术原理:
纤知智能柔性织物压力传感器基于压阻型传感原理设计。其核心在于采用特殊的导电织物作为传感层,当外界施加压力时,纱线内部电阻改变或纱线间接触电阻改变,引起测量电阻变化。通过精确测量电阻值的变化,即可准确感知压力的大小和变化情况。
传感器性能优势:
1.高柔软性:得益于织物材料的特性,该传感器具有出色的柔软性,能够轻松适应各种复杂的曲面和形状,与软体家具表面完美贴合,不会影响家具的整体美观和舒适度。
2.高灵敏度:纤知智能柔性织物压力传感器对微小压力变化具有极高的灵敏度,能够精准捕捉到人体在软体家具上产生的细微压力变化,为舒适度监测和智能调节提供可靠依据。
3.宽压力响应范围:它不仅能够检测到人体日常活动产生的轻柔压力,还能承受较大的压力变化,满足不同使用场景下的压力检测需求,无论是坐卧时的正常压力,还是意外施加的压力,都能准确测量。
4.良好的稳定性:经过特殊工艺处理,该传感器具有良好的性能稳定性,在长期使用过程中,不易受外界环境因素(如温度、湿度)的干扰,确保测量结果的准确性和可靠性。
5.高空间分辨率和压力分辨率:纤知智能柔性织物压力传感器具备高空间分辨率,能够精确区分不同位置的压力分布,为软体家具的智能分区调节提供可能。同时,其高压力分辨率使其能够敏锐感知压力的细微变化,实现对压力的精准测量。
在软体家具中的应用:
1.舒适度监测与调节:在智能沙发、智能床垫等软体家具中嵌入纤知智能柔性织物压力传感器,可实时监测人体在不同部位产生的压力分布。通过分析压力数据,家具能够自动调整内部支撑结构,如调节沙发靠背的角度、床垫的软硬度等,以提供最舒适的坐卧体验。
2.健康监测:长期久坐或睡眠姿势不当可能会对人体健康造成不良影响。该传感器能够持续监测人体在软体家具上的压力分布和持续时间,当检测到异常压力分布或长时间保持不良姿势时,及时发出提醒,帮助用户养成良好的坐姿和睡姿习惯,预防相关健康问题。
3.智能交互体验:结合物联网技术,纤知智能柔性织物压力传感器可为软体家具赋予智能交互功能。例如,当用户坐在沙发上时,传感器感知到压力变化,联动其他设备,自动开启电视、灯光等设备;根据用户在不同位置的压力分布,实现个性化的音乐播放、温度调节等功能,为用户带来更加便捷、舒适的智能生活体验。
纤知智能柔性织物压力传感器凭借其独特的原理、卓越的性能优势,在软体家具领域展现出广阔的应用前景,可应用于床垫、枕头、沙发、各类座椅中,为提升软体家具的智能化水平和用户体验提供有力支持。