材料-电路-软件协同设计的高精度可穿戴离子复合传感器阵列实现多场景生物力学监测

本刊推荐：这项研究通过离子液体-聚偏氟乙烯（IL-PVDF）复合纤维膜构建了电容式软压力传感器阵列系统，采用材料-硬件-软件协同设计策略，实现了0.31 kPa-1的灵敏度和±0.05%的非线性误差。系统通过PCAP01电容转换器和STM32F406微控制器实现多通道采集，结合Qt软件实现实时建模可视化，在呼吸微力检测（0.011-0.144 N）、语音振动区分和多指抓握响应（0.01-10 N）等生物力学监测中展现卓越性能。

　　

^{材料特性与IL-PVDF纤维膜的敏感性能}

基于IL-PVDF纤维膜的电容式软压力传感器包含三个组成部分：IL-PVDF纤维膜传感材料系统、测量电路和分析软件。IL-PVDF纤维膜作为传感基础，能够将压力信号转换为电容变化。

对离子液体-聚偏氟乙烯（IL-PVDF）纤维膜的微观结构、官能团、机械强度和传感性能进行了系统分析。

^结论

通过离子液体-聚偏氟乙烯（IL-PVDF）复合纤维膜的结构创新、多通道信号采集架构以及动态物理模型解析算法的深度集成，实现了从微观材料特性到宏观系统性能的闭环优化。该软传感器由三个组成部分协同支撑：首先，通过静电纺丝技术制备的IL-PVDF纤维膜具有受调控的离子液体含量...