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导电针织物不同方向上的电阻测试分析_陈奎元.pdfVIP免费

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2023年2月第1期近年来,随着远程医疗和移动监测技术的不断发展,可穿戴生理监测设备的研究进展迅速。传统的硬件传感器,因刚度大、敏感性低、传感范围小等缺陷[1],限制了其在智能可穿戴领域的应用,正逐渐被柔性织物传感器所取代。与传统的硬件传感器相比,柔性织物传感器具有弹性模量较低、柔软性好、可拉伸、舒适性较好等优势[2]。针织物因其特殊的线圈结构而具有良好的弹性、延伸性等结构性能,织物手感柔软,穿着舒适,被广泛用于柔性织物传感器的研制。目前,针织传感器大都采用纬编织物,经编织物相对较少[3-5],所用的导电纤维材料有不锈钢丝[6-7]、涂碳纤维[8]、镀银纤维[9]等。从查阅的文献来看,研究者采用不同的导电纤维纱线制成纬平针、罗纹、经编链、经平等针织组织,通过拉伸实验研究导电针织物的电阻与拉伸应变的关系,采用灵敏度、稳定性、重演性等指标对导电织物的传感性能进行表征和评价,结果显示导电织物的灵敏度并不高。文献中的拉伸实验,纬编针织物多沿横向拉伸,经编针织物沿纵向拉伸。织物电阻受纱线电阻、线圈中纱段的转移、纱线间接触电阻等因素的影响,其中纱线间接触电阻的变化是引起针织物电阻变化的关键因素。织物电阻随拉伸应变的变化率直接影响到导电织物的传感灵敏度[10]。对于纬编针织物来说,沿纵向拉伸或沿横向拉伸,织物中线圈纱段的转移和受力分布不同,进而影响织物中纱线间的接触电阻和纱线电阻,尤其是在小应力变形情况下。因此,为探索导电针织物不同方向上的电阻及其随拉伸应变的变化情况,本文以涤纶/石墨烯导电纱线为原料,在电脑横机上编织1+1罗纹织物作为试样,用数字万用表测试试样的电阻及在拉伸率为10%时的拉伸电阻,分析不同的取样方向对织物电阻的影响。1实验1.1实验材料石墨烯纤维长丝(涤纶基,诸暨金生康纺织科技有限公司生产),全拉伸丝(FDY),线密度为8.89dtex(36f),电阻率为2.2×104Ω·mm;涤纶纤维长丝(市场购买),全拉伸丝(FDY),线密度为9.22dtex(24f)。1.2实验仪器与设备CMS530HPE7.2电脑横机(德国斯托尔公司),优利德UT61E+数字万用表[优利德科技(中国)股份有限公司]、电脑。1.3试样制备采用6根涤纶/石墨烯导电复合纱线与8根涤纶纤维长丝并线,在电脑横机上编织3种不同密度的1+1罗纹织物,然后沿着织物的横向和纵向将1+1罗纹织物裁剪成不同尺寸的试样,试样结构参数如表1所示。表1中的横向尺寸是指试样沿织物横列方向的尺寸,纵向尺寸是指试样沿织物纵行方向的...

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