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博士生熊文楠等人研究工作被《SCIENCE CHINA Technological Sciences》录用

近日,华中科技大学柔性电子制造团队在《SCIENCE CHINA Technological Sciences》期刊上发表了一篇题为“Conformable,programmable and step-linear sensor array for large-range wind pressuremeasurement on curved surface”的研究论文。

未来的无人机向着智能化的方向发展,将具有自诊断、自适应、自学习、自修复等能力的智能材料结构,能够极大提高飞行器的飞行速度、操作机动性、环境感知和安全维护能力,一般由特定信息的传感器(神经)、控制器(大脑)和驱动器(肌肉)组成,具备信息传递、信息处理和驱动三种功能。而其中飞行器表面的压力测量对于研究其绕流特性具有非常重要的作用。传统的压力孔和压力传感器的方式,需要在模型上大量打孔,费时费力,破坏了模型的结构,并且在薄壁或连接处难以打孔。柔性压力传感器的发展为飞行器的压力测量提供了一种新的方式。但是,不同于触觉的压力测量,风压包括正压和负压,而目前的柔性风压传感器体积、厚度大(数毫米),量程低,难以满足各种飞行条件下的压力测量需求。因此,本文提出了一种具有可调量程的柔性电容式传感器,极大地扩宽了传感器的量程,并且一直保持高的线性灵敏度。

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建立了该可调参考压力的柔性电容式传感器的理论模型,与实验和有限元仿真结果一致。实验证实了该传感器具有良好的重复性、可靠性(12天多次试验后响应曲线几乎不变)和响应速度(308 ms)。最后研制了集成有柔性传感器阵列、柔性电路和采集芯片的柔性智能蒙皮,应用于平板模型和NACA0012机翼,在风洞试验中验证了其可行性,表现出了与标准压力孔方式相当的测量精度,但具有更好的安装特性,有望用于未来的智能无人机和风洞试验。

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柔性电子制造研究团队的博士生熊文楠为本文的第一作者,黄永安教授为通讯作者,另外参与本工作的还有博士生郭栋梁、硕士生杨朝熙和博士生朱臣。


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