压阻式柔性压力传感器阵列信号采集系统设计*

周 瑞，李时维，李绍成，郭晓磊

(南京林业大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 210037)

0 引 言

近几十年来，随着移动设备、软体机器人、物联网、新材料的发展，具有类似人体皮肤特性(触感、弹性、自愈、可伸缩等)的柔性可穿戴设备倍受关注[1～4]。作为新一代的电子产品，柔性可穿戴设备可以通过与人体结合，实现对人体的感知，实时提供人体健康的相关信息。压阻式柔性触觉传感器，是由压阻式柔性压力传感器构成的阵列，由于其结构简单、成本低、功耗低、信号易采集等优点，已经成为最具吸引力的电子皮肤之一[5～8]。

采用不同功能材料设计的压阻式柔性传感器其阻值范围不同，为了提高信号采集系统的实用性，需要研制一种阻值测量范围较大的信号采集系统，为此，本文基于STM32单片机，采用分档分压与恒流源相结合的方法设计了一种压阻式柔性压力传感器阵列信号采集系统。

1 采集系统方案设计

为了实时采集传感器阵列信号，并且便于信号的处理与分析，本文采用基于下位机和上位机相结合的方式进行信号采集与分析，如图1所示。压阻式柔性压力传感器阵列检测压力信号，下位机对压力信号进行A/D转换与数据采集，上位机通过通信方式接收下位机采集的数据，对其进行处理、分析、显示和保存。

图1 信号采集系统方案

2 采集系统硬件设计

2.1 检测对象

本文研究的信号采集系统是针对结构组成如图2所示的压阻式柔性压力传感器阵列检测需求。……