传感器和执行器

磁性弹性体( MEs )通过磁力机械耦合作用响应一个外加磁场，其中MEs的力学性能随磁场强度的变化而变化。这些现象在均匀磁场下由于简单而得到了广泛的研究。本工作考察了磁场梯度对MEs力学性能和响应的影响。MEs是将羰基铁微粒( CI )嵌入到聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体中制成的，随后被渲染成多孔状。以CI / PDMS质量比分别为0.2、0.6、1.0和1.4的4种不同的样品为研究对象，考察了CI浓度的影响。提出了进一步了解磁场梯度与材料响应之间相互作用的分析方法。随后用不同磁场存在下的压缩试验结果验证了所提理论。所提出的理论框架和实验方法可用于今后MEs的设计改进。

柔性压阻薄膜，如炭黑/聚二甲基硅氧烷( C‐PDMS )复合材料，常被用作皮肤类似物并集成到复杂阵列传感器中进行触觉传感。传感器特性的均匀性很大程度上取决于复合材料的均匀性。因此，对将集成到复杂力传感器中的薄膜进行局部表征的能力可能至关重要。这里提出了一种表征柔性压阻薄膜局部灵敏度的方法。利用在平板探头上选择的导电球来消除不对中问题，用薄膜复合材料的表面压痕来表征电阻率随平均应变的变化。实验采用15和18   wt %的炭黑C‐PDMS薄膜进行变厚度实验。利用Johnson - Roberts - Kendall接触理论估算了探针与压阻膜的接触半径。理论接触面积估算结果与利用光学显微镜观察到的光学透明PDMS薄膜进行的接触半径测量结果一致。结果表明，15  wt %炭黑的C- PDMS比18  wt %炭黑的相同厚度的薄膜表现出更高的电阻率和规整因子变化速率。另一方面，较厚的薄膜对测试的两种碳黑含量表现出较高的规范因子。在多个位置进行的试验获得了一致的灵敏度值，使这些类型的复合材料适用于阵列式力传感器。