CN114234792B - 一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及柔性压力传感器，具体是一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器及其制备方法。本发明解决了现有基于液态金属的电阻式柔性压力传感器无法对弯曲应变作出响应、无法在不改变机械尺寸的前提下提高灵敏度的问题。一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器，包括柔性上基板、柔性下基板；柔性上基板的下表面开设有环节状微流控通道和两个圆形蓄液池，且两个圆形蓄液池分别与环节状微流控通道的两端连通；两个圆形蓄液池的侧壁与柔性上基板的端面之间各贯通开设有一个填充孔；柔性下基板的上表面延伸设置有一排微凸起，且微凸起的数目与环节状微流控通道的平行段数目一致。本发明适用于柔性机器人、电子皮肤和可穿戴设备电子器件等多个领域。
Description
技术领域
本发明涉及柔性压力传感器，具体是一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器及其制备方法。
背景技术
柔性压力传感器是一种将压力转换成电信号的柔性电子设备，在柔性机器人、电子皮肤和可穿戴设备电子器件等多个领域都得到了广泛的研究。
柔性压力传感器根据测量机理可被分为电阻式、电容式、光学式和摩擦式等。其中，基于液态金属的电阻式柔性压力传感器由于具有结构简单和测量容易等优点而被广泛研究和使用。
目前，虽然基于液态金属的电阻式柔性压力传感器已经很好地实现了应力的测量，但其灵敏度还存在进一步提高的空间。
有三种方法可以提高基于液态金属的电阻式柔性压力传感器的灵敏度：减小微流控通道高度、改变微流控通道形状、添加颗粒。虽然以上三种方法都可以增大给定压力导致的通道横截面积比，从而提高传感器灵敏度，但基于液态金属的电阻式柔性压力传感器无法实现弯曲的测量，且在制备工艺与灵敏度之间还存在矛盾。
Edward L. White等人在（Edward L. White, Jennifer C. Case, Rebecca K.Kramer, et al. Multi-mode strain and curvature sensors for soft roboticapplications [J]. Sensors and Actuators, 2017）中设计出一种用于软体机器人应用的多模态应变和曲率传感器，这种传感器采用S形微流控通道，在传感器外部进行支撑柱结构设计，液态金属作为敏感材料，通过在传感器的两侧制作两个匹配的电阻应变传感元件，通过观察电阻的共模和微分模的变化，虽然能够明确地测量单轴应变和曲率，但是在压力较大的情况下，由于支撑柱与液态金属杨氏模量差异，会出现断流现象，无法测量大的压缩应变。
Kyuyoung Kim等人在（Kyuyoung Kim, Jungrak Choi, Yongrok Jeong etal.Highly Sensitive and Wearable Liquid Metal-Based Pressure Sensor forHealth Monitoring Applications: Integration of a 3D-Printed Microbump Arraywith the Microchannel [J]. Advanced Materials Technologies,2019,8,1900978:）中设计出一种高灵敏度和可穿戴的液态金属基压力传感器，这种压力传感器利用基于多材料熔融沉积建模的3D打印主模具，通过一步法直接实现了液态金属微流控通道的制造和微流控通道上方刚性微凸阵列的集成，该传感器压缩灵敏度虽然有显著提高，但是由于存在刚性凸起，使得传感器无法测量弯曲应变。
Hao Liu等人在（Adhesion-Free Thin-Film-Like Curvature SensorsIntegrated on Flexible and Wearable Electronics for Monitoring Bending ofJoints and Various Body Gestures [J]. Advanced Materials Technologies,2018,1800327）中设计出一种新型无粘接薄膜式曲率传感器，这种曲率传感器利用两个应变传感器，通过等离子体处理将两个应变传感器粘接在一起，该传感器弯曲灵敏度虽然有显著提高，但是由于将多个应变传感器进行叠加，传感器自身的机械尺寸大大增加。
综上所述，目前基于液态金属的电阻式柔性压力传感器存在以下局限性：
（1）目前许多基于液态金属的电阻式柔性压力传感器虽然在对压力的灵敏度方面有所提高，但是其只对压力具有良好的响应，而无法对弯曲应变作出响应。
（2）目前许多基于液态金属的电阻式柔性压力传感器在提高灵敏度的同时，其机械尺寸也会有所变大，因此其无法在不改变机械尺寸的前提下提高灵敏度。
研究表明，土壤动物蚯蚓属无骨骼的环节动物，体表呈环节状非光滑结构，且环节之间构成凸起，经凸起感知土壤压力和运动阻力等刺激后，刺激信号传递到腹神经索，蚯蚓便可依靠纵、环肌交互舒缩及刚毛的配合进行运动，借助体表肌肉结构及微观凸起实现了触觉反馈，即对微弱刺激作出快速响应，蚯蚓的优良感知机制为本发明提供了重要的仿生学启示，如图26所示。
基于蚯蚓体表环节和微观表面结构，设计一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器，可以解决现有基于液态金属的电阻式柔性压力传感器无法对弯曲应变作出响应、无法在不改变机械尺寸的前提下提高灵敏度的问题。
发明内容
本发明为了解决现有基于液态金属的电阻式柔性压力传感器无法对弯曲应变作出响应、无法在不改变机械尺寸的前提下提高灵敏度的问题，提供了一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器及其制备方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器，包括柔性上基板、柔性下基板；柔性上基板的下表面开设有环节状微流控通道和两个圆形蓄液池，且两个圆形蓄液池分别与环节状微流控通道的两端连通；两个圆形蓄液池的侧壁与柔性上基板的端面之间各贯通开设有一个填充孔；柔性下基板的上表面延伸设置有一排微凸起，且微凸起的数目与环节状微流控通道的平行段数目一致；柔性上基板的下表面和柔性下基板的上表面粘合在一起，且各个微凸起一一对应地位于环节状微流控通道的各个平行段内；环节状微流控通道和两个圆形蓄液池内填充有环节状液态金属电阻；两个填充孔内均封堵有粘接剂。
柔性上基板和柔性下基板均呈长方形，二者的厚度均为1mm，二者均采用PDMS制成；环节状微流控通道的厚度为400μm，环节状微流控通道的相邻两个平行段的间距为1mm；两个圆形蓄液池的直径均为1.5mm；环节状液态金属电阻的两个接线端各连接有一根导线；粘接剂采用Sil-Poxy硅胶粘接剂。
一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器的制备方法（该方法用于制备本发明所述的一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器），该方法是采用如下步骤实现的：
步骤S1：制备柔性上基板；具体步骤如下：
步骤S1.1：采用高精度3D打印工艺制备第一模板；第一模板的上表面形成有环节状凸起和两个圆形凸起，且两个圆形凸起分别与环节状凸起的两端连接为一体；
步骤S1.2：在第一模板的上表面倾倒PDMS预聚体后形成第一PDMS层，并保证第一PDMS层将环节状凸起和两个圆形凸起全部覆盖，然后将第一PDMS层进行固化；
步骤S1.3：将固化后的第一PDMS层进行剥离，由此得到下表面开设有环节状微流控通道和两个圆形蓄液池的柔性上基板；
步骤S2：制备柔性下基板；具体步骤如下：
步骤S2.1：采用高精度3D打印工艺制备第二模板；第二模板的上表面形成有一排微凹槽；
步骤S2.2：在第二模板的上表面倾倒PDMS预聚体后形成第二PDMS层，并保证第二PDMS层将各个微凹槽全部覆盖，然后将第二PDMS层进行固化；
步骤S2.3：将固化后的第二PDMS层进行剥离，由此得到下表面延伸设置有一排微凸起的柔性下基板；
步骤S2.4：将柔性下基板进行翻转，由此得到上表面延伸设置有一排微凸起的柔性下基板；
步骤S3：将柔性上基板的下表面和柔性下基板的上表面粘合在一起；
步骤S4：在两个圆形蓄液池的侧壁与柔性上基板的端面之间各钻设一个填充孔；
步骤S5：先采用注射法将液态金属填充入环节状微流控通道和两个圆形蓄液池内形成环节状液态金属电阻，再将两根导线分别穿过两个填充孔后插入环节状液态金属电阻的两个接线端，然后采用粘接剂将两个填充孔进行封堵，由此完成制备。
所述步骤S1和步骤S2中，高精度3D打印材料采用白色树脂材料。
所述步骤S1和步骤S2中，固化是采用加热板进行的，加热温度为60℃，加热时间为8h。
所述步骤S1和步骤S2中，PDMS由弹性体基体与固化剂按质量比10:1混合而成。
所述步骤S3中，采用等离子体将柔性上基板的下表面和柔性下基板的上表面粘合在一起。
所述步骤S5中，注射法的具体步骤如下：选取两个注射器，并用第一个注射器抽取液态金属，然后将两个注射器的针头分别穿过两个填充孔；然后，用第一个注射器将液态金属注入环节状微流控通道和两个圆形蓄液池内形成环节状液态金属电阻，同时用第二个注射器将环节状微流控通道和两个圆形蓄液池内的空气抽出。
当本发明在工作状态下，即受到压力或者弯曲时，环节状微流控通道的横截面积减小，因此环节状液态金属电阻的阻值随着压力或者弯曲角度的增大而增大。由于环节状微流控通道内设置有一排微凸起，一方面使得本发明在给定应力下的电阻变化率大幅提高，由此使得本发明的灵敏度大幅提高，另一方面使得本发明对弯曲具有较高的敏感性，由此使得本发明可以用来测量弯曲应变。同时，由于液态金属的导电性和流动性以及PDMS的延展性，使得本发明能够检测高达350KPa的压力与高达180°的弯曲角度，且具有良好的耐久性。此外，本发明具有低滞后。如图12所示，本发明具有良好的延展性，可以进行扭转、弯曲、折叠。如图13~图18所示，本发明具有高灵敏度，在0到5KPa的压力范围内，电阻变化几乎成线性行为，因此可以应用于大压力检测情况。如图22~图25所示，本发明可应用于检测人体手指关节运动、腕关节运动、足底压力、指尖抓握压力。
为了验证本发明的优异性能，进行如下试验：
如图13所示，在2mm/min的应力速率下对本发明进行压缩，使其产生0%到25%的压缩应变，由此得到压力-电阻变化曲线。该曲线表明：其一，本发明的迟滞几乎为零。其二，在350KPa的压力下，有微凸起时环节状液态金属电阻的电阻变化率为无微凸起时环节状液态金属电阻的电阻变化率的6倍。
如图14所示，在2mm/min的应力速率下对本发明进行压缩，使其产生0%到25%的压缩应变，由此得到压力-电阻变化曲线。该曲线表明：其一，在较小应力下，本发明对压力响应表现出良好的线性度。其二，在5KPa的压力下，有微凸起时环节状液态金属电阻的电阻变化率为无微凸起时环节状液态金属电阻的电阻变化率的10倍。
如图15所示，分别在1mm/min、2mm/min、3mm/min的应力速率下对本发明进行压缩，使其产生0%到25%的压缩应变，由此得到时间-电阻变化曲线。该曲线表明：在不同的应力速率下，本发明的电阻变化率也表现出良好的稳定性。
如图16所示，在本发明的法向放置20g砝码，由此得到时间-电阻变化曲线。该曲线表明：本发明对压力的响应非常快，其响应时间与恢复时间都小于165ms，比人体对外界刺激的响应时间（400ms）快。
如图17所示，连续向本发明滴加六个液滴，每个液滴的重量是1.5g，对应的压强是12Pa，由此得到时间-电阻变化曲线。该曲线表明：本发明具有较低的检测极限。
如图18所示，在1mm/min的应力速率下对本发明进行压缩，由此得到时间-电阻变化曲线。该曲线表明：其一，本发明对3000次循环的压缩响应良好。其二，本发明在整个循环过程中没有电阻变化比的衰减和漂移，表现出良好的疲劳特性。
如图19所示，在160°/min的应变速率下对本发明进行弯曲，使其产生0°到160°的弯曲应变，由此得到角度-电阻变化曲线。该曲线表明：有微凸起时环节状液态金属电阻的弯曲灵敏度比无微凸起时环节状液态金属电阻的弯曲灵敏度提高了将近1倍，并且没有迟滞。
如图20所示，分别在120mm/min、80mm/min、40mm/min的弯曲速率下对本发明进行弯曲，由此得到时间-电阻变化曲线。该曲线表明：在不同的弯曲速率下，本发明也表现出良好的信号稳定性。
如图21所示，将本发明弯曲145°，由此得到时间-电阻变化曲线。该曲线表明：本发明对弯曲角度的响应非常快，响应时间小于165ms并且恢复时间小于157ms，比人体对外界刺激的响应时间（400ms）快。
通过以上结果可以看出：本发明一方面可以对弯曲应变作出响应，另一方面可以在不改变机械尺寸的前提下提高灵敏度，并且可以用于大的压力和弯曲角度检测，同时具有良好的灵敏度、低滞后和疲劳特性。
本发明有效解决了现有基于液态金属的电阻式柔性压力传感器无法对弯曲应变作出响应、无法在不改变机械尺寸的前提下提高灵敏度的问题，适用于柔性机器人、电子皮肤和可穿戴设备电子器件等多个领域。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明中步骤S1.1的示意图。
图3是本发明中步骤S1.2的示意图。
图4是本发明中步骤S1.3的示意图。
图5是本发明中步骤S2.1 的示意图。
图6是本发明中步骤S2.2的示意图。
图7是本发明中步骤S2.3的示意图。
图8是本发明中步骤S2.4的示意图。
图9是本发明中步骤S3的示意图。
图10是本发明中步骤S4的示意图。
图11是本发明中步骤S5的示意图。
图12是本发明具有良好延展性的示意图。
图13是在2mm/min的应力速率下对本发明进行压缩得到的压力-电阻变化曲线示意图。
图14是在2mm/min的应力速率下对本发明进行压缩得到的压力-电阻变化曲线示意图。
图15是分别在1mm/min、2mm/min、3mm/min的应力速率下对本发明进行压缩得到的时间-电阻变化曲线示意图。
图16是在本发明的法向放置20g砝码得到的时间-电阻变化曲线示意图。
图17是连续向本发明滴加六个液滴得到的时间-电阻变化曲线示意图。
图18是在1mm/min的应力速率下对本发明进行压缩得到的时间-电阻变化曲线示意图。
图19是在160°/min的应变速率下对本发明进行弯曲得到的角度-电阻变化曲线示意图。
图20是分别在120mm/min、80mm/min、40mm/min的弯曲速率下对本发明进行弯曲得到的时间-电阻变化曲线示意图。
图21是将本发明弯曲145°得到的时间-电阻变化曲线示意图。
图22是本发明应用于检测人体手指关节运动的示意图。
图23是本发明应用于检测腕关节运动的示意图。
图24是本发明应用于检测足底压力的示意图。
图25是本发明应用于检测指尖抓握压力的示意图。
图26是本发明的仿生学启示示意图。
图中：1-柔性上基板，2-柔性下基板，3-环节状微流控通道，4-圆形蓄液池，5-填充孔，6-微凸起，7-环节状液态金属电阻，8-粘接剂，9-导线，10-第一模板，11-环节状凸起，12-圆形凸起，13-第一PDMS层，14-第二模板，15-微凹槽，16-第二PDMS层。
具体实施方式
一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器，包括柔性上基板1、柔性下基板2；柔性上基板1的下表面开设有环节状微流控通道3和两个圆形蓄液池4，且两个圆形蓄液池4分别与环节状微流控通道3的两端连通；两个圆形蓄液池4的侧壁与柔性上基板1的端面之间各贯通开设有一个填充孔5；柔性下基板2的上表面延伸设置有一排微凸起6，且微凸起6的数目与环节状微流控通道3的平行段数目一致；柔性上基板1的下表面和柔性下基板2的上表面粘合在一起，且各个微凸起6一一对应地位于环节状微流控通道3的各个平行段内；环节状微流控通道3和两个圆形蓄液池4内填充有环节状液态金属电阻7；两个填充孔5内均封堵有粘接剂8。
柔性上基板1和柔性下基板2均呈长方形，二者的厚度均为1mm，二者均采用PDMS制成；环节状微流控通道3的厚度为400μm，环节状微流控通道3的相邻两个平行段的间距为1mm；两个圆形蓄液池4的直径均为1.5mm；环节状液态金属电阻7的两个接线端各连接有一根导线9；粘接剂8采用Sil-Poxy硅胶粘接剂。
一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器的制备方法（该方法用于制备本发明所述的一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器），该方法是采用如下步骤实现的：
步骤S1：制备柔性上基板1；具体步骤如下：
步骤S1.1：采用高精度3D打印工艺制备第一模板10；第一模板10的上表面形成有环节状凸起11和两个圆形凸起12，且两个圆形凸起12分别与环节状凸起11的两端连接为一体；
步骤S1.2：在第一模板10的上表面倾倒PDMS预聚体后形成第一PDMS层13，并保证第一PDMS层13将环节状凸起11和两个圆形凸起12全部覆盖，然后将第一PDMS层13进行固化；
步骤S1.3：将固化后的第一PDMS层13进行剥离，由此得到下表面开设有环节状微流控通道3和两个圆形蓄液池4的柔性上基板1；
步骤S2：制备柔性下基板2；具体步骤如下：
步骤S2.1：采用高精度3D打印工艺制备第二模板14；第二模板14的上表面形成有一排微凹槽15；
步骤S2.2：在第二模板14的上表面倾倒PDMS预聚体后形成第二PDMS层16，并保证第二PDMS层16将各个微凹槽15全部覆盖，然后将第二PDMS层16进行固化；
步骤S2.3：将固化后的第二PDMS层16进行剥离，由此得到下表面延伸设置有一排微凸起6的柔性下基板2；
步骤S2.4：将柔性下基板2进行翻转，由此得到上表面延伸设置有一排微凸起6的柔性下基板2；
步骤S3：将柔性上基板1的下表面和柔性下基板2的上表面粘合在一起；
步骤S4：在两个圆形蓄液池4的侧壁与柔性上基板1的端面之间各钻设一个填充孔5；
步骤S5：先采用注射法将液态金属填充入环节状微流控通道3和两个圆形蓄液池4内形成环节状液态金属电阻7，再将两根导线9分别穿过两个填充孔5后插入环节状液态金属电阻7的两个接线端，然后采用粘接剂8将两个填充孔5进行封堵，由此完成制备。
所述步骤S1和步骤S2中，高精度3D打印材料采用白色树脂材料。
所述步骤S1和步骤S2中，固化是采用加热板进行的，加热温度为60℃，加热时间为8h。
所述步骤S1和步骤S2中，PDMS由弹性体基体与固化剂按质量比10:1混合而成。
所述步骤S3中，采用等离子体将柔性上基板1的下表面和柔性下基板2的上表面粘合在一起。
所述步骤S5中，注射法的具体步骤如下：选取两个注射器，并用第一个注射器抽取液态金属，然后将两个注射器的针头分别穿过两个填充孔5；然后，用第一个注射器将液态金属注入环节状微流控通道3和两个圆形蓄液池4内形成环节状液态金属电阻7，同时用第二个注射器将环节状微流控通道3和两个圆形蓄液池4内的空气抽出。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器，其特征在于：包括柔性上基板（1）、柔性下基板（2）；柔性上基板（1）的下表面开设有环节状微流控通道（3）和两个圆形蓄液池（4），且两个圆形蓄液池（4）分别与环节状微流控通道（3）的两端连通；两个圆形蓄液池（4）的侧壁与柔性上基板（1）的端面之间各贯通开设有一个填充孔（5）；柔性下基板（2）的上表面延伸设置有一排微凸起（6），且微凸起（6）的数目与环节状微流控通道（3）的平行段数目一致；柔性上基板（1）的下表面和柔性下基板（2）的上表面粘合在一起，且各个微凸起（6）一一对应地位于环节状微流控通道（3）的各个平行段内；环节状微流控通道（3）和两个圆形蓄液池（4）内填充有环节状液态金属电阻（7）；两个填充孔（5）内均封堵有粘接剂（8）。
2.根据权利要求1所述的一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器，其特征在于：柔性上基板（1）和柔性下基板（2）均呈长方形，二者的厚度均为1mm，二者均采用PDMS制成；环节状微流控通道（3）的厚度为400μm，环节状微流控通道（3）的相邻两个平行段的间距为1mm；两个圆形蓄液池（4）的直径均为1.5mm；环节状液态金属电阻（7）的两个接线端各连接有一根导线（9）；粘接剂（8）采用Sil-Poxy硅胶粘接剂。
3.一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器的制备方法，该方法用于制备如权利要求2所述的一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：
步骤S1：制备柔性上基板（1）；具体步骤如下：
步骤S1.1：采用高精度3D打印工艺制备第一模板（10）；第一模板（10）的上表面形成有环节状凸起（11）和两个圆形凸起（12），且两个圆形凸起（12）分别与环节状凸起（11）的两端连接为一体；
步骤S1.2：在第一模板（10）的上表面倾倒PDMS预聚体后形成第一PDMS层（13），并保证第一PDMS层（13）将环节状凸起（11）和两个圆形凸起（12）全部覆盖，然后将第一PDMS层（13）进行固化；
步骤S1.3：将固化后的第一PDMS层（13）进行剥离，由此得到下表面开设有环节状微流控通道（3）和两个圆形蓄液池（4）的柔性上基板（1）；
步骤S2：制备柔性下基板（2）；具体步骤如下：
步骤S2.1：采用高精度3D打印工艺制备第二模板（14）；第二模板（14）的上表面形成有一排微凹槽（15）；
步骤S2.2：在第二模板（14）的上表面倾倒PDMS预聚体后形成第二PDMS层（16），并保证第二PDMS层（16）将各个微凹槽（15）全部覆盖，然后将第二PDMS层（16）进行固化；
步骤S2.3：将固化后的第二PDMS层（16）进行剥离，由此得到下表面延伸设置有一排微凸起（6）的柔性下基板（2）；
步骤S2.4：将柔性下基板（2）进行翻转，由此得到上表面延伸设置有一排微凸起（6）的柔性下基板（2）；
步骤S3：将柔性上基板（1）的下表面和柔性下基板（2）的上表面粘合在一起；
步骤S4：在两个圆形蓄液池（4）的侧壁与柔性上基板（1）的端面之间各钻设一个填充孔（5）；
步骤S5：先采用注射法将液态金属填充入环节状微流控通道（3）和两个圆形蓄液池（4）内形成环节状液态金属电阻（7），再将两根导线（9）分别穿过两个填充孔（5）后插入环节状液态金属电阻（7）的两个接线端，然后采用粘接剂（8）将两个填充孔（5）进行封堵，由此完成制备。
4.根据权利要求3所述的一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S1和步骤S2中，高精度3D打印材料采用白色树脂材料。
5.根据权利要求3所述的一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S1和步骤S2中，固化是采用加热板进行的，加热温度为60℃，加热时间为8h。
6.根据权利要求3所述的一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S1和步骤S2中，PDMS由弹性体基体与固化剂按质量比10:1混合而成。
7.根据权利要求3所述的一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，采用等离子体将柔性上基板（1）的下表面和柔性下基板（2）的上表面粘合在一起。
8.根据权利要求3所述的一种可测弯曲应变的电阻式柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，注射法的具体步骤如下：选取两个注射器，并用第一个注射器抽取液态金属，然后将两个注射器的针头分别穿过两个填充孔（5）；然后，用第一个注射器将液态金属注入环节状微流控通道（3）和两个圆形蓄液池（4）内形成环节状液态金属电阻（7），同时用第二个注射器将环节状微流控通道（3）和两个圆形蓄液池（4）内的空气抽出。
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