导电纤维纺织结构传感器及柔性织物键盘设计的研究.pdf

浙江卿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}H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18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; 电路设计浙江理工大学硕士学位论文 The design and study ofConducting Fiber Temperature Sensing based on textile structure and fabrickeyboard Abstract This thesisincludes two parts:first,textile structures ofconducting fiberwere designed using traditionaltextileprocess forsensing large strainmeasurement under hightemperature; second,a type offlexiblefabrickeyboard was developed from thefabric weave design,circuit design as well asthecoordination ofthe weave andcircuit. Firstly,the study situationoftemperature sensor,strain sensor made ofsmart material and fabrickeyboard were ,the purpose and significance ofthe thesiswere described; also,the innovation point,emphasis,difficuIty andkey point aswell asthemain research content wereintroduced. The stainlesssteel(SS)yam knitted structure Wasdesigned forsolving thedifficultproblem oflarge strainmeasurement under hasbeen found thattheresistance of SS yam and SS fabricwere affectedbytemperature,The resistance ofthefabricdecrease as the temperature increases,in contrast with which theresistance increases嬲the temperature sensitivity ofthe fabric relativeresistancechange withtemperature is