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近日,中国科学院力学研究所研究员苏业旺团队设计并制备出无接触电阻式柔性大应变传感器,包含一个偏轴蛇形叠层结构(蛇形聚酰亚胺基底与覆盖层、偏离中心轴的蛇形康铜箔)和两层弹性封装层,其通过偏轴蛇形叠层结构中的拉伸-弯曲-拉伸变换机制实现0-50%的应变传感范围。 理论分析、有限元模拟与实验测试的结果综合表明,当传感器的圆弧段半径较大、聚酰亚胺基底宽度较窄、直线段较长和封装层较厚时,可以获得较大且稳定的弹性传感范围。在传感过程中,由于敏感材料康铜部分既不产生不稳定的接触电阻,也不涉及非线性本构和几何关系,该传感器保证了高重复性(重复性误差=1.58%)和高线性度(拟合优度>0.999)。 该传感器被应用于中国首颗火星探测器降落伞地面实验,在风洞内巨大温度变化、高速气流冲击和伞体剧烈晃动的情况下,应用该传感器对缩比降落伞的伞绳应变进行了实时监测,为降落伞优化设计提供了指导意见,为2021年5月15日“天问一号”探测器在火星成功着陆做出了贡献。