CN104868778A - 一种自驱动瞬态应力传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明利用驻极体材料的特性，在应力施加物和传感装置接触层之间形成了高效的接触-分离式的摩擦纳米发电机，并将其巧妙的与发光二极管结合，从而构建出自驱动可视化应力传感装置。其中每个发光二极管对应一个摩擦纳米发电机单元，当外部应力施加到传感器的接触层时，产生的相应输出信号驱动对应的二极管发光。二极管发光强度随着施加的应力增大而增大，应力的大小可以通过分析二极管发光强度来确定，从而实现应力传感的可视化。本发明的应力可视化装置具有输出自驱动的特点，不需要外部电源即可实现对外部应力的分析，可以被用来探测压力的空间分布。

Description

一种自驱动瞬态应力传感装置

技术领域

本发明涉及一种应力传感装置，特别涉及一种自驱动瞬态应力传感装置。

背景技术

现有的瞬态应力传感技术主要基于两种：（1）利用场效应晶体管在不同压力下对沟道电阻的调制技术来实现对外部压力的传感；（2）利用压电光电子效应对纳米线电阻的调制来实现对外部压力的传感。但是，这两种技术的都需要外部电源作为器件的供能单元，如果在没有电源下，都不能够正常工作。这极大的限制了这种这些压力传感技术的发展和应用。

发展一种不需要外部电源就可以工作的瞬态压力传感技术是解决上述问题的关键，摩擦纳米发电机的成功研制使该方法成为可能。但是，由于接触式摩擦纳米发电机的电流输出密度较低，一般需要较大的面积才能实现对监测设备的有效驱动。因此，到目前为止，尚未有自驱动式瞬态压力传感装置被报道。

发明内容

为了克服上述现有应力传感器的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种新的瞬态应力传感装置，包括传感单元，所述传感单元由接触层、电极层和信号监测元件组成，其中所述电极层贴合于所述接触层的下表面，所述信号监测元件的一个端口与所述电极层电性连接，另一个端口用于与等电位源电性连接，使其在工作时能够监测所述电极层与所述等电位源之间输出的电信号。

优选地，所述接触层选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯弹性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯丁二烯、天然橡胶、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯和驻极体材料中的一种或多种；

优选地，所述驻极体材料选自石蜡、硬质橡胶、碳氢化合物、固体酸、钛酸钡和钛酸钙中的一种或多种，并且经过充电处理使材料的上下表面带不同符号的电荷；

优选地，所述驻极体材料背离所述电极层的表面所带的电荷，与驻极体材料和应力施加物接触后所带的电荷电性相同；

优选地，所述接触层背离所述电极层的表面全部或部分设置微结构；

优选地，所述微结构为纳米线、纳米颗粒、纳米棒、纳米管或纳米花；

优选地，所述接触层的厚度在100nm-1mm之间；

优选地，所述电极层为金属、铟锡氧化物、有机物导体或掺杂的半导体；

优选地，所述电极层为金、铂、铜、铝或银；

优选地，所述电极层通过沉积、磁控溅射、蒸镀或印刷打印技术来制作；

优选地，所述电极层的厚度大于1mm；

优选地，所述接触层和电极层均为硬质材料或柔性材料；

优选地，所述信号监测元件为电流和/或电压监测装置，或者为发声或发光器件；

优选地，所述发光器件为无机粉末发光器件、无机薄膜发光器件、有机薄膜发光器件、有机分子发光器件或P-N发光器件；

优选地，所述P-N发光器件为P-N发光二极管；

优选地，所述传感装置还包括第一支撑板，所述第一支撑板与所述电极层面对面间隔放置，所述信号监测元件固定在该第一支撑板上；

优选地，所述第一支撑板与所述电极层相对固定；

优选地，所述第一支撑板为硬质或柔性材料；

优选地，所述第一支撑板上设置有孔，所述信号监测元件通过该孔固定在该第一支撑板上；

优选地，所述传感装置还包括绝缘的第二支撑板，所述第二支撑板贴合在所述电极层背离所述接触层的下表面；

优选地，所述电极层在所述第二支撑板的表面直接制备；

优选地，所述传感装置包括多个传感单元，并且各传感单元共用一个所述接触层，每个所述信号监测单元与一个所述电极层相对应，单独监测每个电极层与所述等电位源之间的电信号输出。

与现有技术相比，本发明的瞬态应力传感装置具有下列优点：

1、利用应力施加物和传感装置接触层材料之间摩擦特性的不同，在应力施加物与传感装置接触的过程中构建出摩擦纳米发电机，使其同时作为传感部件和能量供应部件，实现了整个装置的自驱动，即无需外部电源即可工作；

2、利用驻极体材料的特性，进一步提高了瞬态应力传感装置单位面积的信号响应强度，从而获得更高的灵敏度和分辨率，本发明的传感装置对外部应力的灵敏度为几个kPa^-1，比现有的同类型压力可视化传感器装置高10⁶倍；

3、将发光二极管和摩擦纳米发电机巧妙集成，实现瞬态压力传感的可视化。

4、通过整个装置结构的合理设计，在提高灵敏度的同时大幅降低了成本，适合大规模生产。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于显示出本发明的主旨。

图1为本发明瞬态应力传感装置的一种典型结构示意图；

图2为本发明瞬态应力传感装置的工作原理示意图；

图3为本发明可视化瞬态应力传感装置的一种典型结构示意图；

图4为本发明可视化瞬态应力传感装置的另一种典型结构示意图；

图5为本发明可视化瞬态应力传感装置的另一种典型结构示意图；

图6为本发明可视化瞬态应力传感装置的另一种典型结构示意图；

图7为实施例1可视化瞬态应力传感装置的结构示意图；

图8为实施例1可视化瞬态应力传感装置的外加应力与LED调制因子之间的关系图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。

本发明中的“接触-分离”既包括与接触面垂直方向的接触和分离动作，也包括沿着接触面方向的接触和分离动作。

图1所示的是本发明瞬态应力传感装置的一种典型结构：包括传感单元，所述传感单元由接触层10、电极层20和信号监测元件30组成，其中电极层20贴合于接触层10的下表面，信号监测元件30的一个端口与电极层20电性连接，另一个端口用于与等电位源40电性连接，使其在工作时能够监测电极层20与等电位源40之间输出的电信号。当应力施加物100与接触层10发生接触和分离的动作时，本传感装置能够输出电信号并通过信号监测元件30反映出来，从而实现对瞬态应力的传感。为了方便说明，以下将结合图1的典型结构来描述本发明的原理、各部件的选择原则以及材料范围，但是很显然这些内容并不仅局限于图1所示的实施例，而是可以用于本发明所公开的所有技术方案。

本发明传感装置的工作原理参见图2，由于工作原理仅与应力施加物100和接触层10之间相互接触的部分有关，因此图2中仅对二者实际发生接触的部分表面进行描述，而忽略各自的实际形状和尺寸。当应力施加物100与接触层10相接触时，由于二者的摩擦电性质不同，存在得电子能力的差异，以应力施加物100的失电子能力较强为例，二者接触后接触表面的微结构之间会产生微小的切向滑动，从而形成摩擦产生表面电荷，其中应力施加物100表面带有正电荷，而接触层10的表面则带负电荷（参见图2-a）。当应力施加物100离开后，破坏了原有表面电荷的平衡，为平衡接触层10上的表面电荷，电子从电极层20向等电位源40流动，信号监测元件30可以监测到相应的电信号输出（参见图2-b）。当应力施加物100与接触层10完全分离后，电荷达到平衡没有电子流动（参见图2-c）。当应力施加物100再次向接触层10表面靠近时，将导致电子从等电位源40向电极层20流动，向信号监测元件30输出相反方向的电流（参见图2-d）。当应力施加物100与接触层10再次完全接触后，由于表面电荷呈平衡状态，并没有电子在外电路中流动，观察不到电流输出（参见图2-a）。

本发明中涉及的材料摩擦电性质是指材料在与其他材料发生摩擦或接触的过程中显示出来的得失电子能力，即两种材料相接触时一个带正电，一个带负电，说明这两种材料的得电子能力不同，亦即二者的摩擦电性质不同。例如，聚合物聚四氟乙烯与铝箔接触的时候，其表面带负电，即得失电子能力强。聚合物尼龙与铝箔接触的时候，其表面带正电，即失电子能力较强。

以下聚合物材料均可用于本发明的接触层10中，并且按照排列的顺序具有越来越强的得电子能力：聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯弹性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯丁二烯、天然橡胶、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷和聚四氟乙烯中的一种或者多种。限于篇幅的原因，并不能对所有可能的材料进行穷举，此处仅列出几种具体的聚合物材料从人们参考，但是显然这些具体的材料并不能成为本发明保护范围的限制性因素，因为在发明的启示下，本领域的技术人员根据这些材料所具有的摩擦电特性很容易选择其他类似的材料。

接触层10还可以使用驻极体材料，例如石蜡、硬质橡胶、碳氢化合物、固体酸、钛酸钡和钛酸钙中的一种或多种，并且经过充电处理使材料的上下表面带不同符号的电荷。驻极体一般通过电晕放电的方法来实现材料的极化。由于驻极体材料可以稳定的带有一定量的极化电荷，并通过静电感应使与其接触的材料表面发生极化或带电。因此，当接触层10使用驻极体材料时，其与应力施加物100接触的过程实际上包含了接触摩擦和驻极体表面电荷感应两个作用的叠加。当这两个作用形成正向叠加时，能够使传感装置的输出信号得到增强。以接触层10为驻极体且与应力施加物100相比具有较强的得电子能力为例，一方面通过接触摩擦会使应力施加物100的表面带有正电荷；另一方面，当驻极体材料与应力施加物100相接触的表面原本带有负电荷时，所产生的静电感应效应会使应力施加物100上也带有正电荷，这与接触摩擦所产生的表面电荷同向，二者会形成正向叠加，从而显著提高纳米发电机的输出电流。相反，当接触摩擦和驻极体表面电荷感应的作用形成负向叠加时，输出电流则会减弱。即，驻极体材料与应力施加物100相接触的表面（即为背离电极层20的表面）所带的电荷，与驻极体材料和应力施加物100接触摩擦后所带的电荷电性相同时，会提高电流的输出密度。因此，可以通过控制驻极体材料与应力施加物100的接触表面来调整电信号的输出强弱。本发明的一个优选方案就是利用了驻极体材料的这一特性，显著的增强了接触-分离式单电极摩擦纳米发电机的电流输出密度，使得小尺寸摩擦纳米发电机驱动信号监测元件成为现实，成功的使仅有10mm²的传感装置在应力的作用下驱动了一盏LED灯。

可以通过在接触层10面向应力施加物100的表面（即背离所述电极层20的表面）全部或部分设置微结构，以增加接触层10和应力施加物100的有效接触面积，来提高二者的表面电荷密度、优化传感装置的灵敏度。该微结构优选为纳米线、纳米颗粒、纳米棒、纳米管或纳米花，特别是由纳米线、纳米管或纳米棒组成的纳米阵列，可以是通过光刻蚀等方法制备的线状、立方体、或者四棱锥形状的阵列，阵列中每个这种单元的尺寸在纳米到微米量级，具体微纳米结构的单元尺寸、形状不应该限制本发明的范围。

接触层10一般为单层的薄层或薄膜，厚度在100nm-1mm之间，优选500nm-800μm，更优选10μm-500μm，尤其是50μm-100μm。如果在电极层20的表面制备接触层10，可以使用旋涂的方法。

应力施加物100可以是任何物体，既可以是绝缘体，也可以是导体，同时也包括人的皮肤。只要其与摩擦层10所接触的表面与摩擦层10材料相比，摩擦电特性不同就可以。通过实验发现，当接触层10的材料与应力施加物100的得电子能力相差越大时，传感装置输出的电信号越强，越灵敏。因此，可以根据应力施加物100的材料性质来调整接触层10的选材。

电极层20由导电材料构成，所述的导电材料可选自金属、铟锡氧化物、有机物导体或掺杂的半导体。电极层20可以为平板、薄片或薄膜，优选其厚度大于1mm。本领域常用的材料为：金属，包括金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬或硒；由选自金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬和硒中的一种或多种所形成的合金；导电氧化物，例如氧化铟锡ITO；有机物导体一般为导电高分子，包括自聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺和/或聚噻吩。电极层20可以通过直接贴合或沉积、磁控溅射、蒸镀和印刷打印技术等常规方式贴合在接触层10的下表面，以形成紧密接触。

本发明并不限定接触层10和电极层20必须是硬质材料，也可以选择柔性材料，因为材料的硬度对触摸动作的感知和电信号的输出效果并没有明显影响。如需摩擦面维持平面，还可以通过其他部件的支撑来实现。因此，本领域的技术人员可以根据实际情况来选择接触层10和电极层20的材料硬度。

如需支撑部件，可以将其设置在电极层20背向接触层10的表面上，还可以同时设置在信号监测元件30的背面。支撑部件可以是绝缘材料，也可以是导电材料。但是设置在电极层20表面的，应该为绝缘材料，以免影响电信号的输出。

信号监测元件30用于对应力施加物100与接触层10作用后形成的电信号进行响应，可以是电流和/或电压监测装置；也可以是能够在有电流供应的情况下工作的用电器件，例如能够发出声音或光线的器件，其中发光器件优选发光二极管，既可以是商用二极管，也可以是由纳米P-N结材料制作的发光二极管。发光二极管的工作电流应该与应力传感装置的输出电流相匹配。本发明通过实验发现，发光二极管的发光强度与施加应力之间有明显的正相关性，即施加应力越大，发光强度越强。

应该清楚，虽然电极层20与等电位源40形成电连接是本发明传感装置正常工作的关键，但是等电位源40并不必须是本发明传感装置的一个部件。因为该等电位源可以通过接地提供，也可以由外部的补偿电路来提供。也就是说，等电位源40可以由本发明传感装置的工作环境提供，而不必由传感装置本身自带。本发明中所称的“接地”是指连接到能提供或接受大量电荷的物体上，其中的“地”是指任何一点的电位按惯例取为零的大地或导电物质，例如舰船、运载工具或电子设备的金属外壳等。所述的电连接既可以直接通过信号监测元件30实现，也可以通过连接加载电阻来实现，即电极层20通过该加载电阻与等电位源40实现电连接，需要供电或进行信号监测的信号监测元件30通过与该加载电阻并联或串联来监测电信号。加载电阻和信号监测元件30的电阻值对输出电压的影响较大，如果电阻值较大，则分配在负载和信号监测元件30上的电压就增大。一般选择其电阻值为1MΩ-200MΩ，优选10MΩ-100MΩ。

图3为本发明提供的可视化瞬态应力传感装置的一种典型结构，包括传感单元，所述传感单元由接触层10、电极层20和发光器件301组成，其中电极层20贴合于接触层10的下表面，发光器件301的一极与电极层20电性连接，另一极用于与等电位源40电性连接，使其在工作时能够被电极层20与等电位源40之间输出的电信号所驱动。当应力施加物100与接触层10发生接触和分离的动作时，本传感装置能够输出电信号并点亮发光器件301，从而实现对应力的可视传感。

发光器件301用于将外加应力所产生的电信号直观的反映出来，可以是本领域常用的各种电致发光器件，例如无机粉末发光器件、无机薄膜发光器件、有机薄膜发光器件、有机分子发光器件和P-N发光器件，其中的P-N发光器件优选P-N发光二极管（LED）。本发明通过实验发现，外加应力的大小与发光二极管的光强之间存在明显的正相关性。因此，可以通过照相的光强度识别技术来分析外加应力的大小。在没有外加应力时，LED的亮度记为I₀，作为背景信号；有外加应力时，LED的光强记为Ip；LED最大亮度记为I_M。这些发光强度都可以通过将LED发光图像转换为灰度图像后分析得到。LED亮度的调制因子M被定义为M=（I_p-I_M）/I₀，对应力响应的灵敏度S可表示为：S=M/σ，其中σ是施加的应力。通过分析外加应力与LED亮度调制因子的相关性，能够得到应力传感装置的响应灵敏度S。实验表明，本发明的应力传感装置的灵敏度约为几个kPa^-1。

图4为本发明可视化瞬态应力传感装置的另一种典型结构，包括传感单元和第一支撑板50，所述传感单元由接触层10、电极层20和发光器件301组成，其中电极层20贴合于接触层10的下表面，第一支撑板50与电极层20面对面间隔放置；发光器件301固定在第一支撑板50上，其两个电极分别与电极层20和等电位源40电性连接，并且由电极层20与等电位源40之间输出的电信号驱动。该实施方式通过第一支撑板50的设置，将发光器件301的位置固定，更有利于整个装置的一体化，方便安装和携带。

第一支撑板50优选为具有一定厚度的板材，以便能够较好的固定发光器件301。具体可以选用本领域常用的塑料、橡胶或木材等常见材料。还可以使用导电材料制作第一支撑板，这种情况就可以将发光器件301的一个电极直接与该导电的第一支撑板50相连、而通过第一支撑板50再实现与等电位源40的电性连接即可，不需要再通过导线实现发光器件301与等电位源40的连接，更方便布线。

第一支撑板50既可以为硬质材料，也可以为柔性材料。特别是当该应力传感装置用于类似电子皮肤的情形时，柔性材料更方便使用。

发光二极管在第一支撑板50上的固定方式有很多种，例如可以在第一支撑板50上面打孔，将发光二极管装入相应的孔中固定，也可以通过胶粘的方式粘在第一支撑板上，还可以通过其他连接件固定。

图5为本发明可视化瞬态应力传感装置的另一种典型结构，是由多个图4所示的传感装置共用一个接触层10形成，每个发光器件301均与一个电极层20所对应，并且均连接到同一个等电位源40上，以便单独监测每个电极层20与等电位源40之间的电信号输出。该实施方式适用于较大面积的应力传感，并且在电极层20和发光器件301的位置相对固定的情况下，能够更为直观的得到应力施加的位置。

该实施方式中的接触层10为一个整体，而各电极层20是独立的。这种结构可以通过本领域常规的、在接触层10表面沉积图形化的导电材料而制得。

电极层20和发光器件301相对位置的固定，可以通过第一支撑板50与电极层20的相对固定来实现。具体的可以在二者之间设置固定连接件或者采用本领域的其他常规固定方法。

所有发光器件301共用一个等电位源40，可以通过在第一支撑板50内部设置多个导线，或者在第一支撑板50表面形成印刷电路来实现。

图6为本发明提供的可视化瞬态应力传感装置的另一种典型结构，在图5所示结构的基础上，还包括一个绝缘的第二支撑板60，该绝缘的第二支撑板60与电极层20背离接触层10的下表面所贴合。

除导电材料外，该绝缘的第二支撑板60的选材范围与第一支撑板50基本一样，其尺寸和硬度等可以根据实际需要进行调整。虽然图6所示的是包含多个传感单元的传感装置，但是本领域的技术人员很清楚，对于图1、图3-5的传感装置也同样可以设置第二支撑板60，并起到类似的效果。因此，这些技术方案也在本发明公开内容的范围内。

由于电极层20的表面直接与第二支撑板60贴合，所以可以在第二支撑板60的表面直接制备电极层20，例如通过沉积、磁控溅射、蒸镀和印刷打印技术来制备。

实施例1：

切割2个长60mm×宽60mm×厚2mm的塑料板用来固定发光二极管阵列。首先，把发光二极管阵列插入一个塑料板对应的孔中，所有二极管的负极连接在一起，并接地。然后把发光二极管阵列的正极插入下面对应的另外一个塑料板中，并在正极的位置制作面积为10mm²的电极阵列，然后在电极上面覆盖一层聚烯烃材料层，经电晕放电使其极化，图7为所制得的传感器的结构示意图。当对聚合物摩擦材料层的某个区域施加压力时，该区域所对应的发光二极管会发光，并且其发光强度越强，表明所受压力越大。通过分析发光二极管阵列的发光强度，并可以确定施加在该器件上的瞬态压力分布。

图8为该应力传感装置在不同外加应力下LED调制因子的变化图。通过斜率分析可以得到，对于0-30kPa的外加应力，该装置的灵敏度S约为3.0±0.1kPa^-1，而对于30-50kPa的外加应力，该装置的灵敏度S约为0.7±0.1kPa^-1。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (22)

1.一种瞬态应力传感装置，包括传感单元，其特征在于，所述传感单元由接触层、电极层和信号监测元件组成，其中所述电极层贴合于所述接触层的下表面，所述信号监测元件的一个端口与所述电极层电性连接，另一个端口用于与等电位源电性连接，使其在工作时能够监测所述电极层与所述等电位源之间输出的电信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接触层选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯弹性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯丁二烯、天然橡胶、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯和驻极体材料中的一种或多种。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述驻极体材料选自石蜡、硬质橡胶、碳氢化合物、固体酸、钛酸钡和钛酸钙中的一种或多种，并且经过充电处理使材料的上下表面带不同符号的电荷。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述驻极体材料背离所述电极层的表面所带的电荷，与驻极体材料和应力施加物接触后所带的电荷电性相同。

5.如权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述接触层背离所述电极层的表面全部或部分设置微结构。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述微结构为纳米线、纳米颗粒、纳米棒、纳米管或纳米花。

7.如权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述接触层的厚度在100nm-1mm之间。

8.如权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，所述电极层为金属、铟锡氧化物、有机物导体或掺杂的半导体。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电极层为金、铂、铜、铝或银。

10.如权利要求1-9任一项所述的装置，其特征在于，所述电极层通过沉积、磁控溅射、蒸镀或印刷打印技术来制作。

11.如权利要求1-10任一项所述的装置，其特征在于，所述电极层的厚度大于1mm。

12.如权利要求1-11任一项所述的装置，其特征在于，所述接触层和电极层均为硬质材料或柔性材料。

13.如权利要求1-12任一项所述的装置，其特征在于，所述信号监测元件为电流和/或电压监测装置，或者为发声或发光器件。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述发光器件为无机粉末发光器件、无机薄膜发光器件、有机薄膜发光器件、有机分子发光器件或P-N发光器件。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述P-N发光器件为P-N发光二极管。

16.如权利要求1-15任一项所述的装置，其特征在于，所述传感装置还包括第一支撑板，所述第一支撑板与所述电极层面对面间隔放置，所述信号监测元件固定在该第一支撑板上。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一支撑板与所述电极层相对固定。

18.如权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述第一支撑板为硬质或柔性材料。

19.如权利要求16-18任一项所述的装置，其特征在于，所述第一支撑板上设置有孔，所述信号监测元件通过该孔固定在该第一支撑板上。

20.如权利要求1-19任一项所述的装置，其特征在于，所述传感装置还包括绝缘的第二支撑板，所述第二支撑板贴合在所述电极层背离所述接触层的下表面。

21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述电极层在所述第二支撑板的表面直接制备。

22.如权利要求1-21任一项所述的装置，其特征在于，所述传感装置包括多个传感单元，并且各传感单元共用一个所述接触层，每个所述信号监测单元与一个所述电极层相对应，单独监测每个电极层与所述等电位源之间的电信号输出。