CN110207863B - 提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法及系统，经预设频段的交流信号的测试后，确定出纳米电阻式力学传感器的工作频段，在该工作频段工作的纳米电阻式力学传感器的稳定性和可靠性大大提高，可以满足对纳米电阻式力学传感器的稳定性有较高要求的实验。

Description

提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法及系统

技术领域

本发明涉及纳米电阻式传感器技术领域，更具体地，涉及提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法及系统。

背景技术

随着纳米科技的发展，传感器在向微型化、集成化、智能化等方向发展，许多纳米材料被应用在传感器中，如纳米颗粒。纳米传感器极大地丰富了传感器的理论，提高了传感器的制作水平，拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器主要应用于医疗健康、国防军事、微电子、机器人控制等领域，涉及到生活的方方面面，纳米传感器的发展对于科技的发展具有重要意义。

现有技术中的纳米力学传感器一般包含纳米电容式力学传感器和纳米电阻式力学传感器这两种形式，其中的纳米电阻式力学传感器在使用时相对随机误差较大，稳定性和可靠性低，容易导致测量的偏差，很难满足对纳米电阻式力学传感器的稳定性有较高要求的实验。

因此，现急需提供一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法及系统。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供了一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，包括：

采用预设频段的交流信号对纳米电阻式力学传感器进行测试，所述预设频段为10kHz至10MHz；

将所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段作为所述纳米电阻式力学传感器的工作频段。

优选地，所述纳米电阻式力学传感器具体为基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器；相应地，所述工作频段为800kHz至10MHz。

优选地，所述纳米电阻式力学传感器具体为石墨烯拉力传感器；相应地，所述工作频段为300kHz至800kHz。

优选地，所述基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器包括：第一微棘粒样品、第二微棘粒样品、第一电极和第二电极；

所述第一微棘粒样品的第一面和所述第二微棘粒样品的第一面相对设置，所述第一微棘粒样品的第一面和所述第二微棘粒样品的第一面均具有微棘粒结构；所述第一微棘粒样品和所述第二微棘粒样品均为碳纳米颗粒与聚二甲基硅氧烷的复合材料；

所述第一电极设置在所述第一微棘粒样品的第二面上，所述第二电极设置在所述第二微棘粒样品的第二面上。

优选地，所述第一微棘粒样品的第一面上的微棘粒结构中的部分凸起与所述第二微棘粒样品的第一面上的微棘粒结构中对应位置上的凸起之间的最小距离小于等于预设距离。

优选地，所述第一微棘粒样品和所述第二微棘粒样品的尺寸均为10mm×10mm。

优选地，在将所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段作为所述纳米电阻式力学传感器的工作频段之前，还包括：

对所述纳米电阻式力学传感器施加不同大小的作用力，进行力学实验，计算所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差随所述作用力的大小、所述交流信号的频率的变化关系。

第二方面，本发明实施例中还提供了一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的系统，包括：

测试模块，用于采用预设频段的交流信号对纳米电阻式力学传感器进行测试，所述预设频段为10kHz至10MHz；

工作频段确定模块，用于将所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段作为所述纳米电阻式力学传感器的工作频段。

本发明实施例提供的一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法及系统，经预设频段的交流信号的测试后，确定出纳米电阻式力学传感器的工作频段，在该工作频段工作的纳米电阻式力学传感器的稳定性和可靠性大大提高，可以满足对纳米电阻式力学传感器的稳定性有较高要求的实验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器在受到压力F的作用下发生形变的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的阻抗的相对随机误差随压力的大小、交流信号的频率的变化情况示意图；

图5为图4中虚线框中的曲线放大图；

图6为本发明实施例提供的一种基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的阻抗随循环时间的变化关系示意图；

图7为本发明实施例提供的石墨烯拉力传感器在不同拉力下阻抗的相对随机误差随拉力的大小、交流信号的频率的变化的低频图像；

图8为本发明实施例提供的石墨烯拉力传感器在不同拉力下阻抗的相对随机误差随拉力的大小、交流信号的频率的变化的中频图像；

图9为本发明实施例提供的一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明实施例提供了一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，包括：

S1，采用预设频段的交流信号对所述纳米电阻式力学传感器进行测试，所述预设频段为10kHz至10MHz；

S2，将所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段作为所述纳米电阻式力学传感器的工作频段。

具体地，本发明实施例中提供的一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，旨在确定出纳米电阻式力学传感器的工作频段，使纳米电阻式力学传感器在工作频段工作时具有较高的稳定性。

对于纳米电阻式力学传感器，在作用力的作用下将会造成纳米电阻式力学传感器内纳米结构之间以及每个纳米结构内的纳米粒子产生接触或分离，从而使得纳米电阻式力学传感器的直流电阻发生较大的变化。这种原理可以实现灵敏度力学传感，但是会产生较大的随机误差，造成传感器的不稳定，其其原因如下：

在实际环境中，常见的随机微小机械扰动会导致纳米结构以及每个纳米结构内的纳米粒子之间的随机接触和非接触。

接触的两个纳米结构/纳米粒子，其直流电阻为：R＝R₁+R₂，其中R₁和R₂分别为两个纳米结构/纳米粒子的直流电阻。然而，对于一对非接触的纳米结构/纳米粒子，其直流电阻为：R'＝R₁+R₂+∞＝∞。

因此，常见的随机微小机械扰动将会导致纳米结构以及每个纳米结构内的纳米粒子之间的直流电阻发生较大的随机变化，即从R₁+R₂变到∞)，这将增加大大增加了纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差，降低稳定性。本发明实施例中所说的相对随机误差是通过一段时间内测量基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的阻抗得到的阻抗标准差除以阻抗平均值得到的结果。

因此，本发明实施例中提供了一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法。

首先，执行步骤S1，即采用预设频段的交流信号对纳米电阻式力学传感器进行测试，其中采用的交流信号的预设频段为10kHz至10MHz，也就是说，本发明实施例中采用的交流信号为中高频交流信号。在测试时，记录纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差随交流信号的频率的变化。本发明实施例中可以对纳米电阻式力学传感器施加不同大小的作用力，以得到多组测试结果。

在交流测试方法中，两个纳米结构/纳米粒子由接触变为之间距离为预设距离时，其交流阻抗的变化从R₁+R₂变为R₁+R₂+1/(2πjfC)，C表示两个纳米结构/纳米粒子之间形成的特性电容，f表示交流信号的频率，j表示交流信号的虚数单位。当两个纳米结构/纳米粒子之间的距离小于等于预设距离时，使用交流测试时就会产生一个特性电容C，对应一个交流信号的特性频率，当测试信号的频率处于该特性频率时，纳米材料电阻式力学传感器的的阻抗的相对随机误差将会大大的减少(2-4个数量级)，稳定性会大大的增强。

然后执行步骤S2，即确定出纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段，并将确定出的频段作为纳米电阻式力学传感器的工作频段。确定出的频段即为特性频率构成的频段，由于该频段内纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定，即取值变化可以忽略不计，因此将该频段作为纳米电阻式力学传感器的工作频段，将会大大提高纳米电阻式力学传感器的稳定性。

本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，经预设频段的交流信号的测试后，确定出纳米电阻式力学传感器的工作频段，在该工作频段工作的纳米电阻式力学传感器的稳定性和可靠性大大提高，可以满足对纳米电阻式力学传感器的稳定性有较高要求的实验。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法中的纳米电阻式力学传感器具体可以包括：纳米电阻式压力传感器和纳米电阻式拉力传感器，纳米电阻式压力传感器具体可以为基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器，纳米电阻式拉力传感器具体可以为石墨烯拉力传感器。纳米电阻式力学传感器也可以包括其他类型的纳米电阻式力学传感器，本发明实施例中对此不作具体限定，仅以基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器和石墨烯拉力传感器为例进行说明。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法中，对于不同的纳米电阻式力学传感器，其制备方法并不相同，以下对本发明实施例中纳米电阻式力学传感器的制备方法进行具体说明。

基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的制备方法，具体包括：

将碳纳米颗粒加入至聚二甲基硅氧烷PDMS溶液中并进行搅拌；

将搅拌后得到的混合溶液浇注到砂纸上并固化成型；

将所述砂纸从固化成型得到的结构上剥离并剪切，得到两片微棘粒样品；

将两片微棘粒样品中与所述砂纸对应的一面相对设置进行组装，并将两个电极分别附着在组装得到的结构的上下表面，封装得到所述基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器。

具体地，本发明实施例中，基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器用于检测压力。在制备基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器时，首先将碳纳米颗粒加入至聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)溶液中并进行搅拌。其中，PDMS溶液具体可以通过将PDMS主液和固化剂按质量比10:1的比例加入至容器中，手动搅拌5min得到。将碳纳米颗粒加入至PDMS溶液中具体可以是按质量比为5:95实现，即碳纳米颗粒的质量占混合后溶液总质量的5％。

然后，将搅拌后得到的混合溶液浇注到砂纸上并固化成型。可以选取厚度为1mm、60目的砂纸，以砂纸作为模具，将混合溶液浇注到砂纸上，然后将砂纸放在加热台上，使用90度加热1小时进行固化成型，此时混合溶液固化，形成的固态物质与砂纸接触的一面具有与砂纸表面相同的、凸起呈不规则分布的微棘粒结构。对砂纸进行剥离处理，并进行剪切，得到两片规格相同的微棘粒样品。这里，微棘粒样品是一种复合材料，是由碳纳米颗粒与PDMS复合而成。

最后，将两片微棘粒样品中与砂纸对应的一面相对设置进行组装，即将微棘粒结构相接触，使两片微棘粒样品组装在一起。将两个电极分别通过碳导电膏附着在组装得到的结构的上下表面，电极可采用铜箔。经过一系列后续工艺处理，封装得到基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器。

基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的结构如图2所示，从图2中可以看出，第一微棘粒样品1的第一面和第二微棘粒样品2的第一面上均具有微棘粒结构，且第一微棘粒样品1的第一面上微棘粒结构中的凸起与第一微棘粒样品2的第一面上微棘粒结构中对应位置的凸起之间最小距离小于等于预设距离时，在两个凸起之间会等效出一个电容C，图2中有两个凸起对相接触，共有三个凸起对之间等效出电容C。另外，在每片微棘粒样品中，当两个碳纳米颗粒之间的距离小于等于预设距离时，也会在两个碳纳米颗粒之间等效出一个电容C，如图2中共有4个碳纳米颗粒对之间等效出电容C。图2中第一电极3附着在第一微棘粒样品1的第二面上，第二电极4附着在第二微棘粒样品2的第二面上。预设距离具体可以是1mm。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法中，所述第一微棘粒样品的第一面上的微棘粒结构中的部分凸起与所述第二微棘粒样品的第一面上的微棘粒结构中对应位置上的凸起之间的最小距离小于等于预设距离。

具体地，由于凸起之间和碳纳米颗粒之间只有两种形式：接触和非接触。使用直流测试时，R₁和R₂分别表示两个凸起或两个碳纳米颗粒的直流电阻，如果两个凸起或两个碳纳米颗粒接触，综合阻值为R＝R₁+R₂；如果两个凸起或两个碳纳米颗粒非接触，综合阻值为R′＝R₁+R₂+∞。如果使用交流方式进行测试，当两个凸起或两个碳纳米颗粒非接触且两个凸起或者两个碳纳米颗粒之间的最小距离小于等于预设距离时，交流阻抗就从R＝R₁+R₂变成了R₁+R₂+1/(2πjfC)，C为两个凸起或两个碳纳米颗粒之间的电容，f为交流信号的频率，j表示交流信号的虚数单位。当f处于800kHz至10MHz范围内时，1/(2πjfC)的值的变化就会非常小，对阻抗变化的影响几乎可以忽略不计，从而实现了基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的高稳定性，因此其工作频段为800kHz至10MHz。

如图2所示，在初始状态下，两片微棘粒样品的凸起接触较少，每片微棘粒样品内部的碳纳米颗粒分布比较分散，阻值较高。在受到压力F的作用下，基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器会发生形变，如图3所示，两片微棘粒样品的凸起接触增多，接触面积增大，每片微棘粒样品内部的碳纳米颗粒聚集紧密，有更多的碳纳米颗粒发生接触或者距离变小，产生了压阻效应，阻值减小。通过阻值的变化可以确定基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器受到的压力。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法中，所述第一微棘粒样品和所述第二微棘粒样品的尺寸均为10mm×10mm。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，在将所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段作为所述纳米电阻式力学传感器的工作频段之前，还包括：

对所述纳米电阻式力学传感器施加不同大小的作用力，进行力学实验，计算所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差随所述作用力的大小、所述交流信号的频率的变化关系。

具体地，对基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器分别施加0Pa、90Pa、180Pa的压力，计算1小时基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的阻抗的相对随机误差随压力的大小、交流信号的频率的变化情况。为了证明阻抗的相对随机误差的产生不是由于仪器本身的不精确造成的，同时计算一预设阻值的标准电阻的相对随机误差，确定其随交流信号的频率的变化情况，如图4和图5所示。其中，预设阻值具体可以是5kΩ。其中，图5为图4中虚线框中的曲线放大图。

从图4和图5中可以看出，随着频率的增加，基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的阻抗的相对随机误差大大减小。而随着交流信号的频率的改变，标准电阻的相对随机误差几乎不变。这说明，基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的阻抗的相对随机误差是传感器本身造成的，相对随机误差小，表明基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的稳定性得到了提高。在800kHz至10MHz期间，基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的阻抗的相对随机误差降低了三个数量级，说明采用高频交流信号的测试方法可以降低基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的阻抗的相对随机误差，提高基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的短期稳定性，进而说明了将800kHz至10MHz作为基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的工作频段可以提高基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的短期稳定性。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器在1.5kPa的压力下，以2.44Hz的循环频率(即每循环持续的时间为0.41s)进行了12000余次的循环加载和卸载压力实验。如图6所示为基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器的阻抗随循环时间的变化关系，其中在实验初期和实验末期的10次循环结果，整个过程波形几乎没有明显的变化。这表明基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器具有长期稳定性和较好的耐久性。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法中，石墨烯拉力传感器的制备方法，具体包括：

将四氢呋喃溶液和氧化石墨烯水溶液进行混合，并将混合溶液沉积至ecoflex表面上，在预设波长的激光照射下进行还原；

将两个铜胶带贴敷至还原得到的结构的上表面，并在所述上表面上浇注ecoflex表面进行封装，得到所述石墨烯拉力传感器。

具体地，本发明实施例中，石墨烯拉力传感器用于检测拉力。在制备石墨烯拉力传感器时，首先将四氢呋喃溶液和氧化石墨烯水溶液进行混合，并将混合溶液沉积至ecoflex表面上，并且在室温下进行干燥。在预设波长的激光照射下进行还原，预设波长可以是405nm。一般反复进行2-3次沉积和还原即可。将两个铜胶带贴敷至还原得到的结构的上表面，并在上表面上浇注ecoflex表面进行封装，得到石墨烯拉力传感器。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，当纳米电阻式力学传感器具体为石墨烯拉力传感器时，所述工作频段为300kHz至800kHz。

具体地，在采用预设频段的交流信号对石墨烯拉力传感器进行测试时，采用的交流信号的所处的预设频段为10kHz至10MHz。

对石墨烯拉力传感器施加不同大小的作用力，进行力学实验，计算石墨烯拉力传感器的阻抗的相对随机误差随所述作用力的大小、所述交流信号的频率的变化关系。

具体地，本发明实施例中，进行力学实验时，对石墨烯拉力传感器施加的作用力为拉力，选用10kHz到10MHz的频率测量范围，进行扫频实验。分别在不同拉力下测定石墨烯拉力传感器的阻抗随拉力变化的扫频图像。首先求出交流信号的频率相同、拉力的大小相同的条件下石墨烯拉力传感器的阻抗的五组平均值，并计算相应的标准差得出石墨烯拉力传感器的阻抗的相对随机误差。绘出石墨烯拉力传感器的阻抗的相对随机误差随交流信号的频率的变化关系，并比较交流信号的不同频段对应的相对随机误差和频率的关系。

如图7所示为在不同拉力下石墨烯拉力传感器的阻抗的相对随机误差随拉力的大小、交流信号的频率的变化的低频图像，交流信号的频段为10kHz-80kHz。如图8所示为在不同拉力下石墨烯拉力传感器的阻抗的相对随机误差随拉力的大小、交流信号的频率的变化的中频图像，交流信号的频段为10kHz-800kHz。图7和图8中由左到右交流信号的频率依次升高，而相应的石墨烯拉力传感器的稳定度逐渐升高。通过对图7和图8的实验结果进行分析可以知晓，在低频的测量范围下，石墨烯拉力传感器的阻抗性能并不是很好，只有中频的测量范围下，灵敏度相对高，而且图线的抖动较小，波动较小，当300kHz至800kHz频段时石墨烯拉力传感器的阻抗的相对随机误差随拉力的大小、交流信号的频率的变化几乎可以忽略，从而更加说明了当300kHz至800kHz作为工作频段时石墨烯拉力传感器的稳定性是更好的。

如图9所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的系统，包括：测试模块91和工作频段确定模块92。其中，

测试模块91用于采用预设频段的交流信号对纳米电阻式力学传感器进行测试，所述预设频段为10kHz至10MHz；

工作频段确定模块92用于将所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段作为所述纳米电阻式力学传感器的工作频段。

具体地，本发明实施例中提供的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的系统中各模块的作用与上述方法类实施例中各步骤的处理流程是一一对应的，达到的技术效果也是一致的，本发明实施例中对此不作具体限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，其特征在于，包括：

采用预设频段的交流信号对纳米电阻式力学传感器进行测试，所述预设频段为10kHz至10MHz；

将所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段作为所述纳米电阻式力学传感器的工作频段；

所述纳米电阻式力学传感器具体为基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器；相应地，所述工作频段为800kHz至10MHz；或者，所述纳米电阻式力学传感器具体为石墨烯拉力传感器；相应地，所述工作频段为300kHz至800kHz。

2.根据权利要求1所述的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，其特征在于，所述基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器包括：第一微棘粒样品、第二微棘粒样品、第一电极和第二电极；

所述第一微棘粒样品的第一面和所述第二微棘粒样品的第一面相对设置，所述第一微棘粒样品的第一面和所述第二微棘粒样品的第一面均具有微棘粒结构；所述第一微棘粒样品和所述第二微棘粒样品均为碳纳米颗粒与聚二甲基硅氧烷的复合材料；

所述第一电极设置在所述第一微棘粒样品的第二面上，所述第二电极设置在所述第二微棘粒样品的第二面上。

3.根据权利要求2所述的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，其特征在于，所述第一微棘粒样品的第一面上的微棘粒结构中的部分凸起与所述第二微棘粒样品的第一面上的微棘粒结构中对应位置上的凸起之间的距离小于等于预设距离。

4.根据权利要求2所述的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，其特征在于，所述第一微棘粒样品和所述第二微棘粒样品的尺寸均为10mm×10mm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的提高纳米电阻式力学传感器稳定性的方法，其特征在于，在将所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段作为所述纳米电阻式力学传感器的工作频段之前，还包括：

对所述纳米电阻式力学传感器施加不同大小的作用力，进行力学实验，计算所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差随所述作用力的大小、所述交流信号的频率的变化关系。

6.一种提高纳米电阻式力学传感器稳定性的系统，其特征在于，包括：

测试模块，用于采用预设频段的交流信号对纳米电阻式力学传感器进行测试，所述预设频段为10kHz至10MHz；

工作频段确定模块，用于将所述纳米电阻式力学传感器的阻抗的相对随机误差稳定时对应的频段作为所述纳米电阻式力学传感器的工作频段；

所述纳米电阻式力学传感器具体为基于碳纳米颗粒的双层柔性电阻式压力传感器；相应地，所述工作频段为800kHz至10MHz；或者，所述纳米电阻式力学传感器具体为石墨烯拉力传感器；相应地，所述工作频段为300kHz至800kHz。

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