實驗名稱：觸(chu)覺控制式電致發光紗線及其(qi)壓(ya)力響應性能研究(jiu)

　　研究方向：本實驗聚焦壓敏型電致發光紗線的視覺交互應用，采用加捻工藝制備柔性電致發光紗線，結合基于壓阻效應的壓敏織物，構筑觸控電致發光紗線。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(xiang)(xiang)應性（響(xiang)(xiang)應時間(jian)＜50ms）及(ji)優異的(de)(de)(de)循環(huan)耐久性（＞8000次），可(ke)充分感(gan)知、記錄、分辨人體動作(zuo)壓力(li)，實現動態(tai)監(jian)測及(ji)觸控功能；柔性電致(zhi)發光紗線作(zuo)為發光響(xiang)(xiang)應端(duan)，亮度(du)可(ke)達(da)80.93±4.00cd/m2，能滿足夜間(jian)閱讀的(de)(de)(de)照明需求。觸控柔性電致(zhi)發光紗線的(de)(de)(de)構筑(zhu)可(ke)以實現壓力(li)刺激下的(de)(de)(de)即時發光響(xiang)(xiang)應，為智(zhi)能穿戴(dai)、運動訓練、醫(yi)療保健等(deng)領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)高效(xiao)視覺(jue)交(jiao)互提(ti)供了一種實用方案。

　　實驗目的：實(shi)驗采用加捻工藝(yi)制(zhi)備(bei)柔(rou)性電致發光(guang)紗線，并結合壓(ya)敏織(zhi)物，實(shi)現(xian)對壓(ya)力刺激的(de)發光(guang)響(xiang)應。

　　測試設備：ATA-7025高壓放大器、函數信號發(fa)生器(qi)、成像(xiang)亮度(du)計(ji)、光譜亮度(du)計(ji)、電子顯微鏡、紅(hong)外熱像(xiang)儀等。

　　圖1：觸控電致發(fa)光紗線(xian)示意(yi)圖及(ji)實(shi)物

　　實驗過程：

　　制備觸(chu)控式(shi)電(dian)(dian)致(zhi)發(fa)光(guang)紗線(xian)，針對壓敏織物(wu)的傳感性(xing)能測(ce)試，然后采(cai)用函(han)數信(xin)號(hao)發(fa)生器（輸(shu)出頻率：10~10000Hz，輸(shu)出電(dian)(dian)壓：2V）和高壓放大(da)器（放大(da)倍數：0~1000）對柔性(xing)電(dian)(dian)致(zhi)發(fa)光(guang)紗線(xian)進行驅動。采(cai)用成像(xiang)亮(liang)度計（積分模(mo)式(shi)：固(gu)定(ding)(ding)模(mo)式(shi)，固(gu)定(ding)(ding)時間：10ms）對不同(tong)電(dian)(dian)場條件下的柔性(xing)電(dian)(dian)致(zhi)發(fa)光(guang)紗線(xian)的亮(liang)度進行測(ce)試表(biao)征，然后進行其他測(ce)試表(biao)征。

　　實驗結果：

　　圖2：壓敏織物的傳感(gan)性能（a）靈(ling)敏度(du)，（b）響應(ying)時(shi)間，（c）在(zai)不(bu)同壓力下的電阻變化，（d）應(ying)力-應(ying)變曲線，（e）循環耐久性能

　　對壓敏織物單個監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(you)壓阻式(shi)柔性(xing)傳感器的工(gong)作機制導致的。

　　圖2c示出壓(ya)(ya)敏織物在(zai)不同壓(ya)(ya)力下的電(dian)(dian)阻(zu)變化。可知，對(dui)壓(ya)(ya)敏織物施加(jia)一定壓(ya)(ya)力使其具有穩定的初始電(dian)(dian)阻(zu)后，施加(jia)2g砝(fa)碼，壓(ya)(ya)敏織物監測(ce)單元電(dian)(dian)阻(zu)由22280Ω降至21478Ω，電(dian)(dian)阻(zu)變化率超3%。之(zhi)后依(yi)次放(fang)置10、20、50、100、200g砝(fa)碼時，電(dian)(dian)阻(zu)變化率依(yi)次為(wei)32%、41%、65%、70%、76%，穩定壓(ya)(ya)力監測(ce)范圍約為(wei)0.544kPa～54.444kPa。這主要得(de)益于1+1羅紋導電(dian)(dian)織物優(you)異的力學性能，在(zai)較(jiao)小(xiao)的外(wai)力作用(yong)下可實(shi)現較(jiao)大的形變，電(dian)(dian)阻(zu)值(zhi)迅速變化實(shi)現優(you)異的響應性。

　　高壓放大器推(tui)薦：ATA-7025

　　圖：ATA-7025高壓放大器指標參數

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