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磁电振动传感器是检测振动最常用的方法之一

振动是自然界中最常见的现象之一。振动信号富含信息,可用于表示声音、运动状态、人体生理信息和机器运行状态。磁电振动传感器是检测振动最常用的方法之一。该传感器具有湿度和温度范围广、使用寿命长、耐久性高等优点。小型化和灵活性是磁电振动传感器发展的重要方向。然而,具有特定磁极序列的柔性永磁体限制了全柔性磁电传感器的实现。

鉴于此,国内的研发团队首次结合柔性电子技术实现了全柔性磁振动传感器。在研究中,他们将柔性磁振动放置在由多层柔性线圈、环形柔性磁膜和弹性膜组成的结构中。其中,环形磁膜通过折纸工艺实现,由柔性电子加工工艺制成的多层柔性线圈。传感器可灵活安装在皮肤和机器表面,实现动作检测、语音识别、生理信号监测、机器状态评估等传感功能。由于这种完全灵活的微机电传感器(MEMS)能够承受重复的弯曲和变形,因此更适合弯曲表面和变形物体。

该团队模拟和测量了设备的磁场特性。实验结果表明,折纸环磁膜的引入不仅调节了磁场的整体分布,而且使磁场覆盖了整个线圈的区域,增加了设备的整体磁场强度291%以上。此外,团队还构建了设备的振动模型,从理论上分析了设备结构的有效性。

全柔性磁电振动传感器的特点。

该团队展示了该设备在动作测试、语音识别、生理信号传感、农业环境监测和机器状态评估中的应用,以及该设备的多功能性。它还显示了柔性电子技术与人工智能技术相结合的可能性,以识别语音和机器状态。

全柔性磁电振动传感器的应用场景。

全柔性MEMS传感器为现有的多模态机械传感器和能量收集器提供了更多的选择,可能会刺激更多的生物传感器、物理传感器和能量收集器的研究。


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