液态金属电容器传感器的应用探析

为进一步探索液态金属电容传感器在生理信号监测中的实际应用［20］，笔者实验室对人体不同部位进行了10次弯曲实验（0～90°）。在手腕上粘贴一个直径为30 mm的圆形电容传感器，如图12.16a所示，通过实验定量分析了旋转腕关节与电容值的关系。CAV444测量电路（CW=220 pF）的手腕角度与输出电压的关系如图12.16b所示。统计结果表明，二者具有良好的线性关系，线性回归公式为：y=0.0012x+3.245，其中x为手腕角度，y为测量电压，相关系数为0.996。

图12.15　液态金属电容传感器的灵敏度测试［20］(www.xing528.com)

a.电容传感器在不同的拉伸频率下的实验；b.输出电压随拉伸频率的变化曲线；c.单层和多层电容传感器的拉伸实验装置；d.单层和多层电容传感器的拉伸拟合曲线。

在指节上粘贴一个尺寸为25 mm×25 mm的方形电容传感器，如图12.16c所示。弯曲手指时记录测量电压（CW=100 pF）。记录数据的线性回归分析如图12.16d所示。线性回归公式为：y=0.001 2x+3.634 7，相关系数为0.986。实验数据均为0～90°，总电压变化量为20%。

电容传感器也具有作为压力传感器的潜力。如图12.16e所示，一种带有LED的液态金属电容传感器器件演示了其压力特性，LED灯在对电容传感器施加压力的过程中，随着压力的增大电容也不断增大，曲线如图12.16f所示。