导电纤维纺织结构传感器及柔性织物键盘的设计研究.pdf

浙江理工大学
硕士学位论文
导电纤维纺织结构传感器及柔性织物键盘的设计研究
姓名:蔡加阳
申请学位级别:硕士
专业:纺织材料与纺织品设计
指导教师:杨斌;李茂松
20070202
导电纤维纺织结构传感器及柔性织物键盘的设计研究摘要论文分为两部分:第一部分,将耐高温导电纤维材料,通过传统纺织工艺加工成一个纺织结构温度传感器,拟解决高温下大应变测量的难题;第二部分,从织物组织设计、电路设计,以及织物组织与电路的配合发研制一种柔性织物键盘。本论文首先对当前用于智能材料的应变传感器、温度传感器和柔性键盘的研究现状进行了分析,论述了本文研究的目的与意义,指出论文的创新点、重点、难点、和关键点以及主要的研究内容。针对高温下大应变传感的要求,利用不锈钢导电针织物作为温度传感器,获得电阻与温度之间的关系。通过实验发现,不锈钢纱线和织物的电阻都随温度发生变化,织物的电阻随温度升高而下降,这与纱线的电阻随温度升高而升高相反,织物相对电阻变化的灵敏度约为纱线相对电阻变化灵敏度的倍,这说明纺织结构有利于提高温度传感的灵敏度。对碳纤维导电针织物也进行了温度传感的研究。实验表明:与不锈钢纱相反,碳纤维纱线的电阻随温度升高而下降,这与碳纤维的本身特性相关;碳纤维纱线及其织物均具有较好的传感线性性及重演性,且碳纤维织物随升降温循环次数的增加,升降温重演性有变好的趋势;织物的电阻变化灵敏度略好于碳纤维纱线电阻变化的灵敏度;湿度对碳纤维织物的电阻值影响不大。通过一系列实验与分析,证明了不锈钢纤维和碳纤维的纠织结构是可以进行高温传感测量的。另外,本文还定性地分析了导电针织物温度传感的机理,得出织物电阻的变化主要是由于热膨胀导致接触电阻的变化而引起的。利用导电纤维、导电浆料、电子元件等,通过织物组织设计与电路设计,研制出一种柔性织物键盘,并对制得的键盘进行了相关的测试工作,该键盘除具有普通键盘的功能外,还具有织物本身的特点,如柔性、可折叠、防尘、防异物、可洗、操作无噪音等,可为未来可穿戴式电脑提供方便的输入设备。关键词:智能纺织材料;导电纤维;纺织结构;温度传感;织物键盘;组织设计;电路设计浙江卿工大学硕士学位论文.
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日期:姊耭学位论文作者签名:耘浙江理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:我恪守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学术论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者姓名:鞠梏献,在——年后解密适用本版权书。日期:鵭日期:。晗彩浙江理工大学学位论文版权使用授权书驟有关部门或机构送交论文的复印版和屯子版,允许论文被查询或借阅。本人授权浙江理工不保馥可。学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口本学位论文属于指导教师签名:,
第一章绪论这种变化显示自己功能的材料叫“,它可以感知到外界环境的变化,并针对这种变化做出料,仅具有对外界环境和刺激感知的能力;②.积极智能材料,具有对外界环境和刺激感论文研究目的与意义近年来,随着科学技术的发展,特别是航空、航天技术的飞速发展,对材料的要求越来越来高,传统材料一旦制成成品,就不可能在使用过程中对其性能实施动态监控,并且材料只能被动地受环境的影响,不能针对环境的变化做出适当的反应。对于这些不足。在上世纪年代末年代初,受自然界生物具备的某些能力的启发⋯,美国军方为提高飞行器的性能,首先提出了“智能材料”的概念。智能材料或者智能纺织品可以定义为“能够在最佳条件响应外界环境的变化,月按照瞬时主动响应,具有自诊断、自适应、自修复、以及靠自身驱动完成特定功能的能力,表现出动态的自适应性。通过反应的方式,我们可以将它划分为以下三类口】。①.消极智能材知且反应的能力;③.高级智能材料,不仅具有对外界环境和刺激感知和反应的能力,还表现出动态的自适应性。目前智能材料能够感知的外界“刺激”主要有:机械、光、化学、电、磁【等等信号的激励,能够对包括“应力、应变、损伤、温度、压力等参数屑觳猓遣卧拇量的文献陋。之后,我们发现目前在高温下进行大应变的测量尚未有报道,而这种状况是常常遇到的,比如说复合材料在成型及使用过程就要遇到高温并发生大应变的情况。为了在高温状态下对大应变进行测量,我们需要一种既能耐高温又能进行大应变测量的传感器,于是,我们提出了一