導(dǎo)電塑料位移傳感器原理與制造工藝研究

本專著是作者通過(guò)對(duì)這幾年的研究成果進(jìn)行整理歸納和總結(jié)所得。全書共分5章，第1章主要論述用于位移傳感器敏感材料的導(dǎo)電塑料性能、配方及制備工藝，尤其是配方的深入研究取得了較大的突破，形成了一個(gè)創(chuàng)新性的、從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究的較為系統(tǒng)、完整的學(xué)術(shù)體系。第2、3、4章主要闡述位移傳感器的原理、關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)和工藝材料等內(nèi)容，包括一個(gè)發(fā)明專利和一個(gè)實(shí)用新型專利。第5章論述了這種傳感器性能參數(shù)的測(cè)試方法。本專著的內(nèi)容還包括一些來(lái)自國(guó)外導(dǎo)電塑料功能材料的相關(guān)研究，體現(xiàn)了一定的學(xué)科前沿性。

目錄

第1章導(dǎo)電塑料

1.1導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電機(jī)理

1.1.1導(dǎo)電通路形成理論

1.1.2室溫導(dǎo)電機(jī)理

1.2導(dǎo)電塑料的特殊效應(yīng)

1.2.1壓敏效應(yīng)和拉敏效應(yīng)

1.2.2熱敏效應(yīng)

1.2.3電壓開關(guān)效應(yīng)

1.3導(dǎo)電塑料的類型

1.3.1復(fù)合型導(dǎo)電塑料的用途

1.3.2復(fù)合型導(dǎo)電塑料的類型

1.3.3影響復(fù)合型導(dǎo)電塑料導(dǎo)電性能的主要因素

1.4導(dǎo)電塑料的制備工藝

1.4.1母料的制備

1.4.2導(dǎo)電塑料制品的成型工藝方法

1.5導(dǎo)電塑料的應(yīng)用

1.5.1用于位移傳感器敏感電阻的導(dǎo)電塑料

1.5.2用于電磁屏蔽材料

1.5.3用于便攜電源及太陽(yáng)能電池

1.5.4用于集成電路芯片材料

1.5.5用于新型顯示材料

1.5.6用于新型納米材料

1.5.7用于新型人造肌肉和人造神經(jīng)材料

1.6導(dǎo)電塑料發(fā)展展望

1.6.1新型導(dǎo)電添加劑的工業(yè)化開發(fā)與應(yīng)用

1.6.2特殊功能導(dǎo)電塑料的開發(fā)

1.6.3本征導(dǎo)電與離子導(dǎo)電型塑料合金

第2章位移傳感器

2.1位移傳感器簡(jiǎn)介

2.2模擬式位移傳感器

2.2.1電位器式位移傳感器

2.2.2電感式位移傳感器

2.2.3電渦流式位移傳感器

2.2.4電容式位移傳感器

2.3 數(shù)字式位移傳感器

2.3.1光柵位移傳感器

2.3.2磁柵位移傳感器

2.3.3容柵位移傳感器

2.3.4感應(yīng)同步器

第3章導(dǎo)電塑料位移傳感器的結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)

3.1導(dǎo)電塑料位移傳感器工作原理

3.2導(dǎo)電塑料角位移傳感器的結(jié)構(gòu)組成研究

3.2.1角位移傳感器總體結(jié)構(gòu)

3.2.2傳感器電阻體的結(jié)構(gòu)分析

3.2.3電刷組件結(jié)構(gòu)分析

3.2.4外殼的結(jié)構(gòu)組成

3.3線位移傳感器的結(jié)構(gòu)原理

3.4傳感器的主要性能參數(shù)

3.4.1傳感器輸出線性度

3.4.2輸出平滑性

3.4.3降功耗曲線

3.4.4遲滯及重復(fù)性

3.4.5靈敏度與分辨率

3.4.6穩(wěn)定性及漂移

3.4.7精確度

第4章導(dǎo)電塑料位移傳感器制造工藝研究

4.1簡(jiǎn)介

4.1.1導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電機(jī)理

4.1.2影響導(dǎo)電塑料導(dǎo)電性能的因素

4.2傳感器敏感電阻的噴涂法生產(chǎn)工藝

4.2.1電阻絕緣基體的熱塑成型

4.2.2配制導(dǎo)電噴涂液

4.2.3噴涂脫模劑

4.2.4噴涂導(dǎo)電塑料電阻液

4.2.5噴涂引出電極焊接區(qū)用銀漿料

4.2.6噴涂工藝參數(shù)對(duì)導(dǎo)電塑料電阻膜性能的影響

4.3傳感器敏感電阻的印刷法生產(chǎn)工藝

4.3.1導(dǎo)電塑料電阻體印刷工藝研究

4.3.2絲網(wǎng)印刷設(shè)備

4.3.3手工絲網(wǎng)印刷工藝過(guò)程

4.3.4自動(dòng)絲網(wǎng)印刷工藝

4.4電阻體的修刻工藝

4.4.1傳感器電阻體修刻技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

4.4.2精密電阻體修刻原理

4.4.3電阻體的修刻方式

4.5其他零件的生產(chǎn)制造工藝

4.5.1電刷的生產(chǎn)工藝

4.5.2接線柱制造工藝

4.5.3轉(zhuǎn)軸（支架及測(cè)量桿）制造工藝

4.5.4外殼制造工藝

4.6傳感器裝配工藝

4.6.1零件清洗

4.6.2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配

4.6.3底座的裝配

4.6.4總裝與密封

第5章導(dǎo)電塑料位移傳感器性能測(cè)試方法研究

5.1電氣性能參數(shù)測(cè)試

5.1.1傳感器初始電阻及其誤差

5.1.2電阻溫度系數(shù)

5.1.3絕緣電阻與耐壓等級(jí)

5.1.4接觸電阻

5.1.5噪聲與等效噪聲電阻

5.2機(jī)械性能參數(shù)測(cè)試

5.2.1起動(dòng)力和力矩

5.2.2鎖緊力矩

5.2.3軸向推力和拉力

5.2.4止擋力和力矩

5.2.5機(jī)械壽命

5.2.6機(jī)械跳動(dòng)

5.2.7軸的間隙

5.3輸出特性參數(shù)測(cè)試

5.3.1測(cè)量范圍

5.3.2靈敏度

5.3.3輸出平滑性

5.3.4輸出線性度

5.3.5分辨力

5.4負(fù)載特性參數(shù)測(cè)試

5.4.1負(fù)載特性

5.4.2負(fù)載誤差

5.5額定功耗測(cè)試

5.5.1減功耗溫度曲線

5.5.2額定電壓與額定電流

5.5.3最高工作電壓

參考文獻(xiàn)

導(dǎo)電塑料通常分為兩大類。

導(dǎo)電塑料結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料

是指塑料本身具有“固有”的導(dǎo)電性，由聚合物結(jié)構(gòu)提供導(dǎo)電載流子（電子、離子或空穴）。這類塑料經(jīng)過(guò)摻雜后，電導(dǎo)率可大幅度提高，其中有些甚至可達(dá)到金屬的導(dǎo)電水平。摻雜的方法有化學(xué)摻雜和物理?yè)诫s二大類，摻雜劑有電子受體、電子給體和電化學(xué)摻雜劑等。摻雜型聚乙炔是個(gè)典型例子，在添加碘或五氟化砷等電子受體后，電導(dǎo)率可增至10⁴Ω^-1·cm^-1。

結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料可用于制作大功率塑料蓄電池、高能量密度電容器、微波吸收材料等。

導(dǎo)電塑料復(fù)合型導(dǎo)電塑料

在復(fù)合型導(dǎo)電塑料中，塑料本身并不具備導(dǎo)電性，只充當(dāng)了粘合劑的角色。導(dǎo)電性是通過(guò)混合在其中的導(dǎo)電性的物質(zhì)如炭黑、金屬粉末等獲得的。這些導(dǎo)電性物質(zhì)稱為導(dǎo)電填料，以銀粉和炭黑使用最多，它們?cè)趶?fù)合型導(dǎo)電塑料中起著提供載流子的作用。

復(fù)合型導(dǎo)電塑料制備方便，有較強(qiáng)的實(shí)用性，常應(yīng)用于開關(guān)、壓敏元件、連接器、抗靜電材料、電磁屏蔽材料、電阻器及太陽(yáng)能電池等。

導(dǎo)電塑料不僅在抗靜電添加劑、計(jì)算機(jī)抗電磁屏幕和智能窗等方面的應(yīng)用已快速的發(fā)展，而且在發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、移動(dòng)電話、微型電視屏幕乃至生命科學(xué)研究等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用前景。此外，導(dǎo)電塑料和納米技術(shù)的結(jié)合，還將對(duì)分子電子學(xué)的迅速發(fā)展起到推動(dòng)作用。將來(lái)，人類不僅可以大大提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，而且還能縮小計(jì)算機(jī)的體積。因此，有人預(yù)言，未來(lái)的筆記本電腦可以裝進(jìn)手表中。

隨著電子電器、集成電路和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，包括微型化和高速化，其使用的電流大多是微弱電流，致使控制訊號(hào)功率與外部侵入電磁波噪音的功率接近，因此易產(chǎn)生誤動(dòng)作、圖像障礙和音響障礙，妨礙警察通訊、防衛(wèi)通訊和航空通訊，造成衛(wèi)星總裝調(diào)試障礙等等，對(duì)此必須采用屏蔽措施。導(dǎo)電塑料是理想的屏蔽材料，可作為電子器件設(shè)備的外殼來(lái)實(shí)現(xiàn)屏蔽。它與傳統(tǒng)導(dǎo)電材料相比，更輕巧，易成型加工，耐腐蝕，電阻容易調(diào)節(jié)而總成本又較低，因此需要用導(dǎo)電塑料實(shí)現(xiàn)屏蔽。

許多導(dǎo)電材料或高導(dǎo)材料應(yīng)用的場(chǎng)合如制作電極，低溫發(fā)熱體等等，以采用導(dǎo)電塑料最合適。

南朝鮮科學(xué)技術(shù)院最近將多吡咯進(jìn)行化學(xué)聚合后得到導(dǎo)電塑料。這是一種能源貯存體，可應(yīng)用于充電的高分子蓄電池；也可根據(jù)其在薄膜狀態(tài)下反復(fù)產(chǎn)生的氧化還原作用，用于制造變色開關(guān)也可以被覆在使用太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體電極表面，用以提高性能還可用于電路設(shè)計(jì)，或代替已有的蓄電池以及用于傳真照片。