液态金属管拉伸变阻器：原理与应用

首先以常规封装方法测试了液态金属拉伸变阻器的性能，作为参照组［1］。封装用硅胶管的规格为0.5mm×100mm（内径×长度），泊松比为0.5。将GaIn24.5合金灌装入管内，并对管两端加以密封处理。采用标准四探针法，测量了管内灌装液态金属制成的拉伸变阻器电阻。通过标准铜线和鳄鱼夹将管内液态金属和安捷伦34420A相连，安捷伦34420A实时显示并读取电阻测试值。拉伸实验装置包括一个带有标尺和滑块的基板、用螺母固定在两滑块上的不锈钢螺柱以及套在螺柱上的两个塑料夹子，两个塑料夹子各夹住变阻器两端的封口处（不影响其中液态金属的形状），如图11.1所示。实验中将其中一个滑块固定，用另一滑块滑动来控制拉伸长度，拉伸长度可从装置下方的标尺上读出。

图11.1　测量拉伸变阻器电学性能的实验装置［1］

硅胶管变阻器从100%拉伸至140%（长度定义为管内液态金属部分的长度），每两个测点间隔为10%的拉伸量，每组实验重复3次，拉伸过程中液态金属的电阻变化率和长度变化率的关系如图11.2所示。在拉伸过程中，液态金属体积保持一定［2］。(www.xing528.com)

图11.2　硅胶管拉伸过程中液态金属变阻器的电阻变化［1］

从图11.2中可以看出，将硅胶管拉伸至其原长的140%时，液态金属的电阻值可增加至原来的200%，由于数据点较少，只能近似看出电阻变化率和长度变化率之间的二次曲线关系［2］。