一種石墨烯傳感器的電阻率的測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種石墨烯傳感器的電阻率的測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯傳感器是一種通過形變來改變自身電阻值的材料，其輕薄柔軟、可塑性強(qiáng)，對形變反應(yīng)靈敏，成本低廉，易于大規(guī)模生產(chǎn)制造。因此基于石墨烯傳感器具有的上述優(yōu)點，石墨烯傳感器被得到廣泛應(yīng)用，例如將其應(yīng)用到跑步姿勢識別、脈搏識別等應(yīng)用場景。
[0003]石墨烯傳感器的本征電阻為石墨烯傳感器沒有發(fā)生任何形變時，石墨烯傳感器表現(xiàn)出來的電阻。石墨烯傳感器的電阻率是指石墨烯傳感器發(fā)生的不同的形變程度對應(yīng)的石墨烯傳感器的電阻值，該參數(shù)具體用于判斷石墨烯傳感器的敏感度。
[0004]當(dāng)石墨烯傳感器應(yīng)用到不同的應(yīng)用場景時，對石墨烯傳感器的敏感度有一定要求。例如當(dāng)其應(yīng)用到跑步姿勢識別的應(yīng)用場景時，石墨烯傳感器會發(fā)生較大形變，此時要求石墨烯傳感器的電阻率較?。欢?dāng)其應(yīng)用到脈搏識別的應(yīng)用場景時，這就需要要求石墨烯傳感器的電阻率較大，從而使得石墨烯傳感器能夠順利的感知用戶脈搏跳動造成的皮膚表面的微小形變。
[0005]因此，提供一種針對不同石墨烯傳感器的電阻率進(jìn)行測量的系統(tǒng)，成為現(xiàn)有技術(shù)急需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N石墨烯傳感器的電阻率的測量系統(tǒng)，用于實現(xiàn)對不同石墨烯傳感器的電阻率進(jìn)行測量。技術(shù)方案如下:
[0007]本申請?zhí)峁┮环N石墨烯傳感器的電阻率的測量系統(tǒng)，包括:
[0008]待測量的石墨烯傳感器；
[0009]用于控制所述石墨烯傳感器發(fā)生形變的控制電路；
[0010]與所述石墨烯傳感器連接，用于將所述石墨烯傳感器發(fā)生形變的形變信息轉(zhuǎn)換為模擬信號的壓電轉(zhuǎn)換電路；
[0011]與所述壓電轉(zhuǎn)換電路連接，用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0012]—端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)送的數(shù)字信號，并依據(jù)所述數(shù)字信號計算得到所述石墨烯傳感器的電阻值；另一端與所述控制電路連接，用于控制所述控制電路工作，以計算得到所述石墨烯傳感器發(fā)生形變的形變信息；并依據(jù)所述石墨烯傳感器的電阻值和所述形變信息計算得到所述石墨烯傳感器的電阻率的處理器。
[0013]優(yōu)選地，所述控制電路包括:
[0014]用于提供不同電流值的可變電流源；
[0015]連接于所述可變電流源的兩端，根據(jù)所述可變電流源提供的不同電流值，提供不同磁力的電磁鐵；其中所述電流值與所述磁力對應(yīng)；
[0016]與所述電磁鐵磁性連接，根據(jù)所述電磁鐵的磁力改變自身形狀的金屬箔片，其中所述石墨烯傳感器與所述金屬箔片緊密連接，以使得所述石墨烯傳感器隨所述金屬箔片發(fā)生形變而發(fā)生形變。
[0017]優(yōu)選地，所述金屬箔片帶有絕緣涂層；
[0018]所述石墨烯傳感器與所述金屬箔片緊密連接包括:
[0019]所述石墨烯傳感器設(shè)置于帶有絕緣涂層的金屬箔片的表面上。
[0020]優(yōu)選地，所述處理器包括:
[0021]與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)送的數(shù)字信號，并依據(jù)所述數(shù)字信號計算得到所述石墨烯傳感器的電阻值的電阻值計算電路；
[0022]與所述可變電流源連接，用于線性步進(jìn)控制所述可變電流源輸出線性電流值，并依據(jù)所述線性電流值計算得到所述石墨烯傳感器發(fā)生形變的形變信息的電流步進(jìn)控制電路；其中，所述線性電流值用于控制所述電磁鐵提供線性磁力，使得所述金屬箔片發(fā)生線性形變，從而保證所述石墨烯傳感器發(fā)生線性形變；
[0023]依據(jù)所述石墨烯傳感器的電阻值和所述形變信息計算得到所述石墨烯傳感器的電阻率的電阻率計算電路。
[0024]優(yōu)選地，所述處理器還包括:
[0025]設(shè)置于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述電阻值計算電路之間，用于對所述數(shù)字信號進(jìn)行過濾，以濾除掉所述數(shù)字信號中的噪聲信號的濾波電路。
[0026]優(yōu)選地，所述壓電轉(zhuǎn)換電路包括:電阻分壓電路。
[0027]應(yīng)用本申請的上述技術(shù)方案，本申請?zhí)峁┑氖﹤鞲衅鞯碾娮杪实臏y量系統(tǒng)包括待測量的石墨烯傳感器；用于控制所述石墨烯傳感器發(fā)生形變的控制電路；與所述石墨烯傳感器連接，用于將所述石墨烯傳感器發(fā)生的形變信息轉(zhuǎn)換為模擬信號的壓電轉(zhuǎn)換電路；與所述壓電轉(zhuǎn)換電路連接，用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；一端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)送的數(shù)字信號，并依據(jù)所述數(shù)字信號計算得到所述石墨烯傳感器的電阻值；另一端與所述控制電路連接，用于控制所述控制電路工作，以計算得到所述石墨烯傳感器發(fā)生形變的形變信息；并依據(jù)所述石墨烯傳感器的電阻值和所述形變信息計算得到所述石墨烯傳感器的電阻率的處理器。因此，本申請?zhí)峁┑氖﹤鞲衅鞯碾娮杪实臏y量系統(tǒng)實現(xiàn)了對石墨烯傳感器的電阻率的測量。
[0028]此外，本申請?zhí)峁┑氖﹤鞲衅鞯碾娮杪实臏y量系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單可靠，容易實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N石墨烯傳感器的電阻率的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本申請?zhí)峁┑囊环N石墨烯傳感器的電阻率的測量系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為本申請中壓電轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為本申請中處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本申請中處理器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為本申請?zhí)峁┑囊环N石墨烯傳感器的電阻率的測量系統(tǒng)的再一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0037]本申請的設(shè)計思想之一包括:利用石墨烯傳感器具有的當(dāng)其發(fā)生形變時，其石墨烯傳感器的電阻值隨之發(fā)生變化的特性，通過分別計算得到石墨烯傳感器發(fā)生形變后的電阻值以及形變信息，計算得到石墨烯傳感器的電阻率。
[0038]具體地，如圖1所示，其示出了本申請?zhí)峁┑囊环N石墨烯傳感器的電阻率的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:待測量的石墨烯傳感器100、控制電路200、壓電轉(zhuǎn)換電路300、模數(shù)轉(zhuǎn)換器400和處理器500。其中，
[0039]控制電路200具體用于控制所述待測量的石墨烯傳感器100發(fā)生形變。
[0040]在本實施例中，控制電路200的結(jié)構(gòu)示意圖可如圖2所示，包括:
[0041]用于提供不同電流值的可變電流源201 ；
[0042]連接于所述可變電流源201的兩端，根據(jù)所述可變電流源201提供的不同電流值，提供不同磁力的電磁鐵202，其中所述電流值與所述磁力一一對應(yīng)；
[0043]以及，與所述電磁鐵202磁性連接，根據(jù)所述電磁鐵202的磁力改變自身形狀的金屬箔片203，其中所述石墨稀傳感器100與所述金屬箔片203緊密連接，以使得所述石墨稀傳感器100隨所述金屬箔片203發(fā)生形變而發(fā)生形變。其中優(yōu)選地，本申請中的石墨烯傳感器100具體設(shè)置于帶有絕緣涂層的金屬箔片203的表面上。
[0044]具體在本申請實際應(yīng)用過程中，可變電流源201用于提供不同的電流值，其提供的電流值直接影響著電磁鐵202的磁力大小。例如假設(shè)當(dāng)前可變電流源201提供50A的電流值時，其對應(yīng)的電磁鐵202提供的磁力大小為25N，如果當(dāng)前可變電流源201提供100A的電流值時，那么對應(yīng)的電磁鐵202提供的磁力大小為50N，也就是，本申請中可變電流源201提供的電流值與電磁鐵202提供的磁力大小成一定的比例對應(yīng)關(guān)系。
[0045]進(jìn)一步，本申請中電磁鐵202與金屬箔片203磁性連接，即金屬箔片203會根據(jù)電磁鐵202提供的磁力大小發(fā)生形變。具體當(dāng)電磁鐵202提供的磁力較大時，金屬箔片203會發(fā)生較大形變，當(dāng)電磁鐵202提供的磁力較小時，金屬箔片203則發(fā)生較小形變。
[0046]而又由于石墨烯傳感器100是設(shè)置在金屬箔片203的表面上，那么當(dāng)金屬箔片203發(fā)生形變時，便會同時使得石墨烯傳感器100發(fā)生形變，從而使得石墨烯傳感器100的電阻值發(fā)生變化。
[0047]其中本申請優(yōu)選地，金屬箔片203帶有絕緣涂層，石墨烯傳感器100具體設(shè)置在帶有絕緣涂層的金屬箔片203的表面上，那么由于石墨烯傳感器100與金屬箔片203相接觸的表面具有絕緣涂層，這就保證了電磁鐵202的磁力不會對石墨烯傳感器100產(chǎn)生影響，因此也就保證了測量石墨烯傳感器100的電阻值的準(zhǔn)確性。
[0048]需要說明的是，本申請中的金屬箔片203只是作為示例性說明，本申請還可以選擇其他可彎曲的絕緣平面來實現(xiàn)。
[0049]壓電轉(zhuǎn)換電路300具體用于將石墨烯傳感器100發(fā)生的形變信息轉(zhuǎn)換為模擬信號。
[0050]在本實施例中，壓電轉(zhuǎn)換電路300的結(jié)構(gòu)如圖3所示，即壓電轉(zhuǎn)換電路300可以采用電阻分壓電路。其中，石墨烯傳感器100在電阻分壓電路中等效為一個可變電阻器，當(dāng)石墨烯傳感器100發(fā)生形變，電阻值發(fā)生變化時，壓電轉(zhuǎn)換電路300將石墨烯傳感器100變化的電阻值轉(zhuǎn)換為變化的電壓或變化的電流。其中，壓電轉(zhuǎn)換電路300獲得的變化的電壓或變化的電流即為模擬信號。
[0051]當(dāng)然，本申請中的壓電轉(zhuǎn)換電路300還可以為通過運放實現(xiàn)帶預(yù)放大功能的壓電轉(zhuǎn)換電路。
[0052]模數(shù)轉(zhuǎn)換器400與所述壓電轉(zhuǎn)換電路300連接，用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0053]在本申請中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器400將壓電轉(zhuǎn)換電路300輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0054]在本申請實際應(yīng)用中，當(dāng)可變電流源201提供不同的電流值引起石墨烯傳感器100發(fā)生形變后，會使得石墨烯傳感器100的電阻值發(fā)生變化，而石墨烯傳感器100發(fā)生變化的電阻值又會使得壓電轉(zhuǎn)換電路300輸出的模擬信號(電壓信號或電流信號)不同，那么不同的模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器400轉(zhuǎn)換后便得到了不同的數(shù)字信號。此時的數(shù)字信號唯一且直接反應(yīng)了當(dāng)前石墨烯傳感器100的電阻值。因此本申請