纺织学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (7): 62-68.

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线圈转移对导电弹性针织柔性传感器的电-力学性能影响

王金凤 龙海如   

  1. 东华大学纺织学院
  • 收稿日期:2012-06-25 修回日期:2013-01-06 出版日期:2013-07-15 发布日期:2013-07-15
  • 通讯作者: 龙海如 E-mail:hrlong@dhu.edu.cn
  • 基金资助:

    中央高校基本科研业务费专项资金资助项目;国家留学基金资助项目

Effect of loop transfer on electro-mechanical properties of conductive elastic wearable knitted sensors

  • Received:2012-06-25 Revised:2013-01-06 Online:2013-07-15 Published:2013-07-15

摘要: 为了理论指导弹性纬平针织物柔性传感器的设计,本文基于针织物的线圈结构对导电镀银纱弹性针织物的电-机械性能建立了电阻六角模型,并研究了电阻和导电针织物张力的关系,通过求解导电针织物电路方程组得到其等效电阻。研究结果表明:导电针织物电路是综合串联和并联的复杂电路网;沿纵行方向,它是一个并联电路;沿横列方向,它是一个串联电路。为了简化计算过程,只需要计算m横列╳1纵列线圈的等效电阻。从理论分析和实验研究可得,线圈纱段转移引起了导电弹性针织柔性传感器的电阻变化,并且是引起传感器灵敏度的关键因素;针织物的电阻随应变的增加而线性增加。此外,接触电阻、织物结构和纱线伸长也影响针织物传感器的性能。

关键词: 线圈转移, 柔性传感器, 模型, 镀银纱, 电-机械性能

Abstract: In order to guide the elastic weft plain fabric flexible sensor design, the resistance hexagon model, based on the loops’ structure of the fabric, for electro-mechanical properties of conductive knitted elastic fabrics made from silver-plating multi-filament yarns is built. The attention is focused on the relationship between the electrical resistance and the load on the fabric under uniaxial extension. The equivalent resistance of the fabric is obtained by solving the circuit equations of the network. It is found that parallel to the wale direction, the circuit net is a multiple circuit; and parallel to the course direction, the circuit net is a series circuit. To simplify the calculating, m courses by one wale unit loop only need. From the theoretical analysis and experimental investigations, it is found that the resistance change because of the transferring of the yarn segment is the key factor in the sensitivity of the elastic fabric sensor. The resistance of the fabric is a linear increase with the strain. Also, the contact resistance, the fabric structure and the yarn elongating affect the characteristics of the fabric sensor.

Key words: loop transfer, fabric sensor, model, silver-plating yarn, electro-mechanical propertiy

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