随着人工智能、电子技术及新材料学科的飞速发展,柔性应变传感器作为一种新型可穿戴设备,在医疗健康、人体运动检测、机器人皮肤等领域受到广泛关注。为了顺应智能化时代潮流,为大众生产生活提供更加便捷的服务,本文设计研发了一款基于炭黑-多壁碳纳米管的孔状阻变式柔性应变传感器,论文主要工作如下:(1)柔性应变传感器的制备。选择聚二甲基硅氧烷为基体材料,白砂糖为制孔剂,借助白砂糖的高水溶性,采用超声分散及高温加热的制备工艺制作孔状柔性基体。并通过实验平台对6种柔性基体开展力学实验,当质量分数比(n=m(糖)/m(PDMS))为30%时,柔性基体有最好的性能参数,其应变范围为130%,抗张强度为0.83MPa,杨氏模量为0.62MPa。选择炭黑和多壁碳纳米管为导电填料,采用溶液共混法(炭黑与多壁碳纳米管各为1.00wt%)制备导电复合材料。最后在孔状基体表面采用经济高效的喷涂工艺形成一层敏感材料层,从而制造出底面内径为2.25mm,高度可裁剪的孔状阻变式柔性应变传感器,用SEM进行微观表征并介绍柔性传感器在应变过程中的导电机理。(2)柔性应变传感器的静态、动态性能测试及分析。通过性能测试实验表明,柔性传感器具有灵敏度高(GF高达61.82),线性度好(γ低至13.6%),输出范围广(0～60Ω)等特点。在2%、25%、50%和75%应变下10次循环拉伸测试中输出波形稳定无漂移,展现了良好的重复性。在2%、20%、40%、50％、75%阶跃应变测试及30%应变下不同拉伸速率测试中有高拉伸性、低蠕变性、动态响应快的表现。在2%、50%应变下100次循环拉伸测试中电阻输出规律稳定,有良好的可靠性。在30°循环弯曲45次测试中存在轻微迟滞现象,并随循环次数增加呈降低趋势。在22℃～51℃温度敏感特性测试中有较小温度漂移,电阻变化率在0.12Ω左右,可以满足复杂环境下的使用要求。(3)柔性应变传感器在人体运动检测中的应用。分析总结柔性传感器输出信号特点,采用控制变量法选定Coif4小波基函数、3层分解、Rigrsure阈值、硬阈值函数作为小波去噪参数,利用小波阈值法对柔性传感器信号去噪。最后将柔性传感器穿戴在测试者身体各关节来测量人体运动趋势,并分析柔性传感器输出曲线。通过分析证实了柔性应变传感器可以实时跟随被测试者身体关节、呼吸变化,展现了该柔性应变传感器在人体运动检测、医疗健康等领域有巨大的应用前景。