CN110068404A - 一种电阻式柔性压力传感器件及其制备方法、传感器阵列 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电阻式超薄柔性压力传感器件，包括叠层放置的第一柔性薄膜基底和第二柔性薄膜基底，所述第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底之间包含至少一层印制图案化的电极对和至少一层具有自组装微纳表面结构的压敏材料层，其中所述第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底用于传递力载荷，同时密封保护所述电极对和所述压敏材料层。本发明还提供了一种传感器阵列。本发明还提供了一种电阻式柔性压力传感器件的制备方法。本发明的有益效果是：提供了一种电阻式柔性压力传感器件，具有高灵敏度、大量程、线性度高、制备工艺简单、成本低、可大面积大批量生产的优点。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜传感器，尤其涉及一种电阻式柔性压力传感器件及其制备方法、传感器阵列。
背景技术
压力传感器是能感受到压力信号，并将压力信号按照一定规律转化为电信号的器件或装置，其被广泛应用于各种工业自控环境、航空航天、铁路交通等行业。传统的压力传感器研究主要集中于无机半导体材料如硅、锗等具有压阻效应的材料中。当力作用于此种半导体材料时，其自身电阻率发生变化，从而引起输出电阻将明显发生改变。但此类材料多具有脆性大，加工困难及成本较高等问题，并且此类材料难以满足目前市场上对于电子器件的柔性可弯曲、轻质量的需求。为解决这一问题，适用于柔性压力传感器的新型复合聚合物材料成为压力传感器的研究及开发热点。
柔性压力传感器的压力敏感材料为聚合物导电复合材料，即由导电介质材料与聚合物基体混合处理后，形成具有导电能力的聚合物复合材料。与刚性材料相比，聚合物导电复合材料的电阻率具有明显的压力依赖性，可通过改变其掺杂导电介质含量，即可获得不同敏感度及不同量程的压力传感器。聚合物导电复合材料中的填料可以为金属、陶瓷、炭黑、石墨等。此类导电复合材料，通常需要较大的导电介质填充量才能达到渗流阈值，而高填充量下聚合物自身的机械性能已难以保证，而此种传感器的压阻敏感度普遍偏小，且重复性不高。现有市场中柔性传感器均可将一定范围内的压力信号转换为电信号输出，但都难以同时保证在较小(小于100N)及较大(大于1000N)压力下，皆可实现有线性电信号输出。为提升传感器灵敏度及量程，也可通过对压敏材料表面进行微纳处理，使压敏层表面带有一定微纳结构，从而提升传感器输出性能，但该工艺涉及设备昂贵，工艺复杂，不利于大面积制备，因而也限制了柔性传感器的大范围使用。
因此，如何提供一种能够具有高灵敏度、大量程、线性度高、制备工艺简单、成本低、可大面积大批量生产的柔性压力传感器是目前本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种电阻式柔性压力传感器件及其制备方法、传感器阵列。
本发明提供了一种电阻式柔性压力传感器件，包括叠层放置的第一柔性薄膜基底和第二柔性薄膜基底，所述第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底之间包含至少一层印制图案化的电极对和至少一层具有自组装微纳表面结构的压敏材料层，其中所述第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底用于传递力载荷，同时密封保护所述电极对和所述压敏材料层，所述电极对印制在所述第二柔性薄膜基底的表面，所述压敏材料层设置在所述第一柔性薄膜基底的表面，所述电极对与所述压敏材料层相表观接触，用于在外部压力作用下形成对应变化的可测量电阻。
作为本发明的进一步改进，所述第一柔性薄膜基底压敏材料层、电极对、第二柔性薄膜基底从上至下层叠设置，所述压敏材料层的材料包括高分子材料、固化剂、稀释剂、导电材料、填充颗粒。
作为本发明的进一步改进，所述压敏材料层主要由以下原料按照重量百分比制备而成：高分子材料40～70wt％、导电材料0～10wt％、填充颗粒0～15wt％、稀释剂10～30wt％、固化剂5～15wt％，助剂0～5wt％。
作为本发明的进一步改进，所述压敏材料层中导电材料浓度在厚度方向上呈梯度分布，靠近第一薄膜柔性基底一侧导电材料浓度较大，远离第一柔性薄膜基底一侧浓度较低。作为本发明的进一步改进，所述压敏材料层的表面为非均匀凹凸结构，在受压过程中，非均匀凹凸结构的压敏材料层逐步和图案化的电极对相接触，输出电阻逐渐下降，实现压力传感作用；所述电极对位于所述压敏材料层、第二柔性薄膜基底之间，所述电极对为与所述第二柔性薄膜基底和压敏材料层同步变形的导电结构。
作为本发明的进一步改进，所述压敏材料层的材料主要包括高分子材料、固化剂、稀释剂，以及添加在所述高分子材料、固化剂、稀释剂中的助剂和/或导电材料和/或填充颗粒。
作为本发明的进一步改进，所述导电材料为碳纳米管、碳纤维、导电碳粉、石墨烯等材料中的至少一种；所述填充颗粒成分为Al2O3、SiO2、Al2[SiO4]O、3Al2O3·2SiO2、Al2O3·2SiO2·2H2O、Mg3[Si4O10](OH)2、蓝晶石粉、云母粉、宝珠砂等材料中的至少一种，所述高分子材料为氯化丙烯类树脂、聚氨酯类树脂、聚氨酯类树脂、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底之间由粘性的密封粘结材料贴合封装，所述电极对、压敏材料层均位于所述密封粘结材料之内，所述电极对、压敏材料层的形状大小相同，所述电极对、压敏材料层的边缘相对齐；所述第一柔性薄膜基底的材料为聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜中的任意一种，所述第二柔性薄膜基底的材料为聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜中的任意一种。
本发明还提供了一种传感器阵列，包括如上述中任一项所述的电阻式柔性压力传感器件，阵列连接方式为将电极对中任一电极相串和/或并联。
本发明还提供了一种电阻式柔性压力传感器件的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)配置压敏材料混合溶液：将高分子材料与稀释剂混合，在高速搅拌条件下加入导电材料和/或填充颗粒和/或助剂并混合均匀，使用前加入固化剂；
步骤2)制备压敏材料层：将步骤1)中制备的压敏材料混合溶液印刷和/或打印和/或喷涂和/或旋涂于第一柔性薄膜基底的表面，通过外场辅助，使导电材料在高分子材料中发生定向移动，在厚度方向上形成浓度梯度，通过表面张力作用使填充颗粒在表面形成可设计的微纳凹凸结构，最后调整温度、湿度条件使压敏材料层固化干燥；
步骤3)印制电极对：在第二柔性薄膜基底的表面印刷和/或沉积和/或打印和/或喷涂电极图形；
步骤4)封装电阻式柔性压力传感器件：将压敏材料层、电极对面对面贴合，将第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底通过粘性的密封粘结材料进行面对面贴合封装，通过密封粘结材料密封压敏材料层和电极对。
本发明的有益效果是：通过上述方案，提供了一种电阻式柔性压力传感器件，具有高灵敏度、大量程、线性度高、制备工艺简单、成本低、可大面积大批量生产的优点。
附图说明
图1是本发明一种电阻式柔性压力传感器件的层状示意图。
图2是本发明一种电阻式柔性压力传感器件的压力-电压特性曲线图。
图3是本发明一种电阻式柔性压力传感器件的响应和恢复曲线图。
图4是本发明一种传感器阵列的示意图。
图5是本发明一种传感器阵列的电极连接示意图。
图6是本发明一种传感器阵列的压感曲线图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，一种电阻式柔性压力传感器件，包括叠层放置的第一柔性薄膜基底1和第二柔性薄膜基底2，所述第一柔性薄膜基底1、第二柔性薄膜基底2之间包含至少一层印制图案化的电极对4和至少一层压敏材料层3，其中所述第一柔性薄膜基底1、第二柔性薄膜基底2用于传递力载荷，同时密封保护所述电极对4和所述压敏材料层3，所述电极对4印制在所述第二柔性薄膜基底2的表面，所述压敏材料层3设置在所述第一柔性薄膜基底1的表面，所述电极对4与所述压敏材料层3相接触，用于在外部压力作用下形成对应变化的可测量电阻，电极对4不可脱离第二柔性薄膜基底2而单独存在，压敏材料层3不可脱离第一柔性薄膜基底1而单独存在。
如图1至图4所示，所述第一柔性薄膜基底1、压敏材料层3、电极对4、第二柔性薄膜基底2从上至下层叠设置，所述压敏材料层主要由包含高分子材料、固化剂、稀释剂、导电材料、填充颗粒，填充颗粒优选采用球体。
如图1至图4所示，所述压敏材料层3主要由以下原料按照重量百分比制备而成：高分子材料40～70wt％、导电材料0～10wt％、填充颗粒0～15wt％、稀释剂10～30wt％、固化剂5～15wt％，助剂0～5wt％，在压敏材料固化前，利用外加电场辅助使压敏材料层沿厚度方向形成浓度梯度，从而使靠近压敏材料表面处导电材料浓度最低，呈现高阻态，表面不导电，靠近第一柔性薄膜基底处导电材料浓度较高，呈现低阻态，即从表面至底部，压敏材料的导电性逐渐递增。
如图1至图4所示，所述压敏材料层3的表面为非均匀凹凸结构，在受压过程中，非均匀凹凸结构的压敏材料层逐步和图案化的电极对4相接触，输出电阻逐渐下降，实现压力传感作用；所述电极对4位于所述压敏材料层4、第二柔性薄膜基底2之间，所述电极对3为与所述第二柔性薄膜基底2和压敏材料层3同步变形的导电结构。
如图1至图4所示，所述压敏材料层3的材料主要高分子材料、固化剂、稀释剂、助剂、导电材料、填充颗粒，所述压敏材料层3不包含p、n型半导体薄膜。
如图1至图4所示，所述导电材料为碳纳米管、碳纤维、导电碳粉、石墨烯等导电材料中的至少一种；所述填充颗粒成分为Al2O3、SiO2、Al2[SiO4]O、3Al2O3·2SiO2、Al2O3·2SiO2·2H2O、Mg3[Si4O10](OH)2、蓝晶石粉、云母粉、宝珠砂等材料中的至少一种，颗粒粒径范围为0.5～100μm；所述高分子材料为氯化丙烯类树脂、聚氨酯类树脂、聚氨酯类树脂、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂中的至少一种。
如图1至图4所示，所述第一柔性薄膜基底1、第二柔性薄膜基底2之间由粘性的密封粘结材料5贴合封装，密封粘结材料5主要由粘性材料构成，不具有支撑作用，所述电极对4、压敏材料层3均位于所述密封粘结材料5之内，所述电极对4、压敏材料层3的形状大小相同，所述电极对4、压敏材料层3的边缘相对齐，粘性的密封粘结材料5起固定作用，目的为将压敏材料层3与图案化的电极对4位置固定，保证在使用过程中，压敏材料层3和电极对4不会出现分离、移位、脱落，密封粘结材料5不需要起到支撑作用，压敏材料层3与图案化的电极对4可持续保持接触，且不需要保留必要间隙。
如图1至图4所示，电极对4为“叉指电极”结构，不排除其他图案形式，印制方法为在第二柔性薄膜基底2上同时印制一对电极对4。
如图1至图4所示，所述第一柔性薄膜基底1的材料为聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜中的任意一种，所述第二柔性薄膜基底2的材料为聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜中的任意一种。
关于压敏材料层3中导电材料的梯度浓度分布可调整电阻式柔性压力传感器件的极限输出电阻及曲线线性度的说明如下：
a.当压敏材料中导电材料不具备梯度浓度时，压敏材料各位置导电性相同，所制备出的电阻式柔性压力传感器件，轻度按压时，电极对4与压敏材料层3充分接触，输出电阻立刻降低至极限。该电阻式柔性压力传感器件输出曲线无线性区或线性区过窄，可作为薄膜开关使用。
b.通过对压敏层厚度方向上的导电材料浓度分布进行设计，使压敏材料与电极接触的表面具有高阻或不导通状态，压敏材料靠近第一柔性薄膜基底处具有低阻或导通状态，即：电极与压敏材料初始接触时输出电阻不发生变化；随着传感器受压力增加，高阻区面内致密性降低，表现为输出的电阻开始降低，实现传感作用。
制备压敏材料层过程中，增加外加电场的作用时间或电场强度，靠近压敏材料表面导电材料浓度进一步降低，压敏层需要较大的压力才可使其表面电阻降低，从而可提升电阻式柔性压力传感器件的启动压力值。
制备压敏材料层过程中，减少外加电场的作用时间或电场强度，压敏层需要较小的压力即可降低其表面电阻，从而降低电阻式柔性压力传感器件的启动压力值。
以上对电阻式柔性压力传感器件的实际应用至关重要，通常不同的应用场合下，关注的测量敏感段不同，在当前技术无法实现宽量程覆盖的条件下，从用户希望的载荷起点开始敏感是非常重要的。
关于填充颗粒粒径可调整电阻式柔性压力传感器件输出曲线线性度的说明如下：
在压敏材料层中添加填充颗粒，在印制压敏材料层的过程中，填充颗粒自发使压敏层表面具备一定非均匀凹凸结构，在外加电场辅助作用下不会发生剧烈的位置变化，制作出的电阻式柔性压力传感器件受到外力时，电极对4与压敏材料层3的凹凸表面呈现与作用力相关的/顺次的“点-线-面-整体接触”，而非直接整体接触，从而降低输出的突变降低行为，改善电阻式柔性压力传感器件输出曲线的线性度。
填充颗粒粒径＜10μm时(如纳米氧化铝等)，颗粒尺寸小，体积量大且分布均匀，所制备出的电阻式柔性压力传感器件线性区宽，曲线较为平缓，量程大，可应用于对需要较大压力的应用场合中；
填充颗粒粒径＞10μm时(如Al2[SiO4]O等)，颗粒尺寸大，所制备出的电阻式柔性压力传感器件的线性区窄，曲线较陡，量程小，可应用于对压力较为敏感的应用场合中。
如图4所示，一种传感器阵列，包括如上述中任一项所述的电阻式柔性压力传感器件，将多个电阻式柔性压力传感器件看的电极对4中的正电极和/或负电极串联和/或并联，可集成为柔性的传感器阵列，实现多点、大面积、互无干扰的传感功能。
如图1至图4所示，一种电阻式柔性压力传感器件的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)配置压敏材料混合溶液：将高分子材料与稀释剂混合，在高速搅拌条件下加入导电材料和/或填充颗粒和/或助剂并混合均匀，使用前加入固化剂；
步骤2)制备压敏材料层3：将步骤1)中制备的压敏材料混合溶液印刷和/或打印和/或喷涂和/或旋涂于第一柔性薄膜基底1的表面，通过外场辅助，使导电材料在高分子材料中发生定向移动，在厚度方向上形成浓度梯度，通过表面张力作用使填充颗粒在表面形成可设计的微纳凹凸结构，最后调整温度、湿度条件使压敏材料层固化干燥；其中，所述外场辅助为，在压敏材料固化前，导电材料一定程度上可在高分子材料集体中移动，通过在压敏材料厚度方向(z轴方向)上施加电场，使导电材料在电场作用下向薄膜端移动，形成浓度梯度后，再进行固化干燥。
步骤3)印制电极对4：在第二柔性薄膜基底2的表面印刷和/或沉积和/或打印和/或喷涂电极图形；
步骤4)封装电阻式柔性压力传感器件：将压敏材料层3、电极对4面对面贴合，将第一柔性薄膜基底1、第二柔性薄膜基底2通过粘性的密封粘结材料5进行面对面贴合封装，通过密封粘结材料5密封压敏材料层3和电极对4。
所述压敏材料层3具有至少一层结构，可通过调整前文中步骤1)所述导电材料和/或填充颗粒和/或助剂的配比及材料种类以及前文中步骤2)所述外场辅助的强度、作用时间等工艺来获得具有不同敏感度、不同量程范围的电阻式柔性压力传感器件。
使用时，将电阻式柔性压力传感器件的电极与压力信号转换处理器相连，同时利用电源模块向转换处理器供电，电阻式柔性压力传感器件在受压过程中，在不同压力下，压敏材料层3表面电阻不同，与电极对4接触面积不同，从而输出不同电阻值，进而输出不同大小的电压信号，最终可获得压力-电压曲线。
实施实例1
电阻式柔性压力传感器件的制备，具体包括以下步骤：
步骤1)在5g稀释剂中加入10g高分子材料，在转速2000rmp的搅拌条件下，混合均匀后，依次加入2g填充颗粒纳米氧化铝、0.4g碳纳米管，0.5g助剂，继续搅拌4h，使用前加入固化剂1g，搅拌10min；
步骤2)将步骤1)中制备的压敏材料溶液印制于PET薄膜表面，后在薄膜两侧施加外加电场，使碳纳米管向靠近薄膜方向移动，后将压敏材料及薄膜在60℃下烘干30min；
步骤3)利用银导电浆料，在PET薄膜表面印刷电极图形，后在130℃下加温烧结至导电；
步骤4)将两层薄膜进行面对面贴合封装。
其中，所述稀释剂材料为异佛尔酮；所述纳米氧化铝粉末粒径为0.5～1μm；所述高分子材料成分组成为丙烯酸树脂；所述助剂成分及含量为超级润湿剂0.1g、快速流平剂0.2g、消泡剂0.2g；
实施实例1所述压力传感器性能测试如下：
将所制备的电阻式柔性压力传感器件的电极、处理器模块及电源模块相连，采用日本图技高速记录仪(GL900APS)测试其在受到不同压力状态下的输出电压变化。
图2为通过实施实例1所述方法制备的电阻式柔性压力传感器件在施加定速度压缩下的压力-电压特性曲线，压缩速度为0.5mm/min。结果显示，所制备的电阻式柔性压力传感器件在0-5000N的压力范围内，电阻式柔性压力传感器件输出电压与其所受压力呈现负相关特性，且在100-4000N的压力范围内，电阻式柔性压力传感器件输出电压与压力呈现良好的负线性相关性，说明该电阻式柔性压力传感器件可以对不同压力信号进行转换，实现大量程压力传感输出。
图3为通过实施实例1所述方法制备的电阻式柔性压力传感器件在快速敲击下的响应和恢复曲线。结果显示，所制备电阻式柔性压力传感器件在快速受压下，响应与恢复时间较快，约为20ms，且多次敲击下测试结果保持稳定，说明该电阻式柔性压力传感器件具有响应快、回复快、稳定性高的特点。
实施实例2
如图4所示，本文中所述电阻式柔性压力传感器件可通过将所述电极对4中的正电极和/或负电极串联和/或并联，形成电极阵列，通过分别对准贴装压敏材料层3形成柔性的传感器阵列，所述传感器阵列可实现多点、大面积、互无干扰的压力传感功能。
图5为所述传感器阵列中电极连接的优选方案之一：该传感器阵列中包含A、B、C、D四组电极对，其中所述每组电极对中，一侧电极相互连接，共用同一输出端10，输出端20、30、40、50分别连接电极A、B、C、D中另一侧电极。将所述输出端10、20和/或30和/或40和/或50与处理器模块及电源模块相连，即可获得电极A和/或B和/或C和/或D所在位置在不同压力状态下的输出电压变化。
实施实例2所述传感器阵列性能测试如下：
将所述的传感器阵列中各输出端口、处理器模块及电源模块相连，采用日本图技高速记录仪(GL900APS)测试所述A、B、C、D位置处分别受压状态下的输出电压变化。
图6为通过实施实例2所述方法制备的传感器阵列依次于A、B、C、D电极位置施压所得的压感曲线。结果显示，所制备的传感器阵列中，各个传感位置在单独受压条件下能够输出互不干扰的压感曲线。所述传感器阵列中，每个单点的电阻式柔性压力传感器件均能够相互独立采集压力数据，该阵列能够实现大面积、密集、多点压力数据的同步采集。
本发明提供的一种电阻式柔性压力传感器件，其传感原理如下：
1.当压敏材料内部厚度方向导电性呈梯度分布，表面不导电(高阻或完全不导通状态)，无外力作用于薄膜表面(第一柔性薄膜基底1或第二柔性薄膜基底2)时，输出电阻不变。
2.当外力作用于薄膜表面，压敏材料层中，导电材料低浓度区厚度降低，面内致密性降低，底部高浓度区逐步参与传感，表现为输出的电阻开始降低，实现传感作用。
注：外加电场作用的时间越长或作用强度越大，压敏材料层3需要更大的压力才可使其表面电阻降低，从而可提升传感器的启动压力值。同理，减小外加电场作用时间或作用强度，压敏材料层3需要较小的压力即可降低其表面电阻，从而降低传感器的启动压力值。
本发明提供的一种电阻式柔性压力传感器件及其制备方法、传感器阵列，具有以下特点：
1.填充颗粒添加于压敏材料的混合溶液中，在印制压敏材料层的过程中，填充颗粒自发使压敏材料表面带有凹凸不平结构，电极对4与压敏材料层3的凹凸表面呈现与作用力相关的/顺次的“点-线-面-整体接触”，而非直接整体接触，从而降低输出的突变降低行为，改善传感器输出曲线的线性度，增加传感器量程。
2.在压敏材料层的制备过程中，对未固化的压敏材料层引入外场辅助，通过施加电场辅助作用下，使掺杂的导电材料自发向靠近第一柔性薄膜一侧移动，从而使压敏材料沿着厚度方向具有梯度导电性，最终获得的压敏材料层表面为高阻态，电极对4能够和压敏材料表面接触，封装过程中不需要使电极对4与压敏材料保持一定距离，减小传感器的厚度及对传感器的封装要求。
本发明提供的一种电阻式柔性压力传感器件及其制备方法、传感器阵列，利用面对面粘贴实现压力传感器的制备。与现有的柔性压力传感器相比，该电阻式柔性压力传感器件优化了压敏层材料种类与结构，在压敏材料和电极相配合下，具有量程大，线性功能区宽，稳定性好，响应速度快等优势。通过调整压敏层材料种类、各掺杂材料配比参数及外场辅助工艺，即可改变传感器的量程大小及敏感度。因此，本发明所提供的电阻式柔性压力传感器件可根据不同应用情况进行压敏材料层3定制，从而适用于多种压力场合。同时，该传感器结构及制造工艺简单，原材料成本低廉，传感器质量轻，易于控制及市场推广，同时可实现快速及密集化、集成化制作，是可穿戴电子传感领域的理想器件。
本发明提供的一种电阻式柔性压力传感器件及其制备方法、传感器阵列，提供了一种电阻式柔性压力传感器件，具有量程大、响应速度快、稳定性高等特点，同时该传感器可集成为柔性的传感器阵列，实现大面积、密集、多点压力数据的同步采集。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电阻式柔性压力传感器件，其特征在于：包括叠层放置的第一柔性薄膜基底和第二柔性薄膜基底，所述第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底之间包含至少一层印制图案化的电极对和至少一层具有自组装微纳表面结构的压敏材料层，其中所述第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底用于传递力载荷，同时密封保护所述电极对和所述压敏材料层，所述电极对印制在所述第二柔性薄膜基底的表面，所述压敏材料层设置在所述第一柔性薄膜基底的表面，所述电极对与所述压敏材料层相表观接触，用于在外部压力作用下形成对应变化的可测量电阻。
2.根据权利要求1所述的电阻式柔性压力传感器件，其特征在于：所述第一柔性薄膜基底、压敏材料层、电极对、第二柔性薄膜基底从上至下层叠设置，所述压敏材料层的材料包括：高分子材料、固化剂、稀释剂、导电材料、填充颗粒。
3.根据权利要求2所述的电阻式柔性压力传感器件，其特征在于：所述压敏材料层主要由以下原料按照重量百分比制备而成：高分子材料40～70wt％、导电材料0～10wt％、填充颗粒0～15wt％、稀释剂10～30wt％、固化剂5～15wt％，助剂0～5wt％。
4.根据权利要求2所述的电阻式柔性压力传感器件，其特征在于：所述压敏材料层中导电材料浓度在厚度方向上呈梯度分布，靠近第一薄膜柔性基底一侧导电材料浓度较大，远离第一柔性薄膜基底一侧浓度较低。
5.根据权利要求1所述的电阻式柔性压力传感器件，其特征在于：所述压敏材料层的表面为非均匀凹凸结构，在受压过程中，非均匀凹凸结构的压敏材料层逐步和图案化的电极对相接触，输出电阻逐渐下降，实现压力传感作用；所述电极对位于所述压敏材料层、第二柔性薄膜基底之间，所述电极对为与所述第二柔性薄膜基底和压敏材料层同步变形的导电结构，所述电极对不可脱离第二柔性薄膜基底而单独存在，所述压敏材料层不可脱离第一柔性薄膜基底而单独存在。
6.根据权利要求2所述的电阻式柔性压力传感器件，其特征在于：所述导电材料为碳纳米管、碳纤维、导电碳粉、石墨烯中的至少一种；所述填充颗粒成分为Al2O3、SiO2、Al2[SiO4]O、3Al2O3·2SiO2、Al2O3·2SiO2·2H2O、Mg3[Si4O10](OH)2、蓝晶石粉、云母粉、宝珠砂中的至少一种，所述高分子材料为氯化丙烯类树脂、聚氨酯类树脂、聚氨酯类树脂、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的电阻式柔性压力传感器件，其特征在于：所述第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底之间由粘性的密封粘结材料贴合封装，所述电极对、压敏材料层均位于所述密封粘结材料之内，所述电极对、压敏材料层的形状大小相同，所述电极对、压敏材料层的边缘相对齐；所述第一柔性薄膜基底的材料为聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜中的任意一种，所述第二柔性薄膜基底的材料为聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜中的任意一种。
8.一种传感器阵列，其特征在于：包括如权利要求1至7中任一项所述的电阻式柔性压力传感器件。
9.一种电阻式柔性压力传感器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)配置压敏材料混合溶液：将高分子材料与稀释剂混合，在高速搅拌条件下先后加入导电材料/填充颗粒/助剂并混合均匀，使用前加入固化剂；
步骤2)制备压敏材料层：将步骤1)中制备的压敏材料混合溶液印刷和/或打印和/或喷涂和/或旋涂于第一柔性薄膜基底的表面，通过外场辅助，使导电材料在高分子材料中发生定向移动，在厚度方向上形成浓度梯度分布，通过表面张力作用使填充颗粒在表面形成可设计的微纳凹凸结构，最后调整温度、湿度条件使压敏材料层固化干燥；
步骤3)印制电极对：在第二柔性薄膜基底的表面印刷和/或沉积和/或打印和/或喷涂电极图形；
步骤4)封装电阻式柔性压力传感器件：将压敏材料层、电极对面对面贴合，将第一柔性薄膜基底、第二柔性薄膜基底通过粘性的密封粘结材料进行面对面贴合封装，通过密封粘结材料密封压敏材料层和电极对。
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