一种柔性石墨烯复合材料压力传感器及其制备方法与流程

本发明属于传感器及其制备方法领域，特别涉及一种柔性石墨烯复合材料压力传感器及其制备方法。

背景技术：
近年来，随着柔性电子学的发展，电子皮肤在医疗、军事、人工智能领域都有很大的发展前景。柔性传感器则是电子皮肤的重要支撑，因此，如何制备出性能优异、结构独特、灵敏度高、并能大规模生产的柔性传感器受到国内外广泛关注。传统的压力传感器多为硅基压力传感器。由于其衬底是非柔性材料，所以不适用于电子皮肤。硅基压力传感器用的是惠斯通电桥结构测其电阻变化，惠斯通电桥结构在测电阻变化时，具有计算简便、检测精度高等优点。这也是制备柔性传感器时可以考虑应用的一个结构。目前，有课题组利用氧化石墨烯包覆的聚氨酯海绵材料制备电阻式压力传感器，但是该压力传感器的氧化石墨烯包覆的聚氨酯海绵材料厚度太厚、不耐磨，所以并不适用于电子皮肤领域。另外，还有人利用聚二甲基硅氧烷和碳材料的混合物制备具有三维孔状结构的薄膜，用于制备电阻式压力传感器。但是由于聚二甲基硅氧烷的邵氏硬度和弹力应变范围的局限，聚二甲基硅氧烷不适于制备大应变范围下使用的柔性传感器。并且通过实验发现聚二甲基硅氧烷和石墨烯的复合材料，其中作为柔性部分的聚二甲基硅氧烷其材料的附着力不好。所以聚二甲基硅氧烷对于柔性传感器来说不是一个好的选择。

技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述背景技术的不足，提供一种柔性石墨烯复合材料压力传感器及其制备方法，解决了压力传感器难以做成柔性可弯曲、携带轻便的形式和电路图难以图案化的问题，并且此方法适合工业化生产。本发明所涉及的一种柔性石墨烯复合材料压力传感器包括：柔性衬底、电极及金属连线、力敏电阻层、参比电阻层；柔性衬底在最下层，电极及金属连线在柔性衬底之上，力敏电阻层和参比电阻层在电极及金属连线之上；电极共有8个，电极a和电极b临近为同一电阻的两个电极，电极c和电极d临近为同一电阻的两个电极，电极e和电极f临近为同一电阻的两个电极，电极g和电极h临近为同一电阻的两个电极；电极a和电极d用金属连线相连并引出金属连线接到电源正极；电极b和电极f用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c和电极g用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e和电极h用金属连线相连并引出金属连线接到电源负极；电极c、电极d和其上的力敏电阻层组成了力敏电阻，电极a、电极b和其上的参比电阻层组成了第一参比电阻，电极e、电极f和其上的参比电阻层组成了第二参比电阻，电极g、电极h和其上的参比电阻层组成了第三参比电阻；力敏电阻层的大小刚好覆盖了电极c和电极d，第一参比电阻的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极a和电极b，第二参比电阻的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极e和电极f，第三参比电阻的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极g和电极h；力敏电阻与第三参比电阻串联，第一参比电阻与第二参比电阻串联，力敏电阻、第三参比电阻的串联电路与第一参比电阻、第二参比电阻的串联电路并联。柔性衬底为具有良好的生物相容性的材料聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚二甲基硅氧烷，厚度为10～500μm；电极及金属连线为导电银浆或导电油墨，电极及金属连线厚度为5～100μm；力敏电阻层所用材料为石墨烯粉末和聚氨酯弹性体的复合材料，石墨烯所占总质量的百分比为5％～30％，厚度为10～200μm；参比电阻层为银、铜、铂或钯，厚度为5～200μm；Va为第一参比电阻和第二参比电阻之间的电位，Vb为力敏电阻和第三参比电阻之间的电位，Vc为电源正极电位，Vd为电源负极电位；ΔVab＝|Va-Vb|，ΔVcd＝|Vc-Vd|；ΔVab可测得，ΔVcd为电源电路正负极间的电势差，可调节大小；R3是第三参比电阻的电阻值，RX是力敏电阻的电阻值，ΔRX是力敏电阻的阻值变化量。ΔRX可依据公式求得。本发明所涉及的一种柔性石墨烯复合材料压力传感器的制备方法步骤如下：S1、丝网图版的制备：1.将丝网在网框上绷紧，丝网数目选择100～400目。丝网面积选择S＝34mm*61mm～60mm*100mm。将丝网清洗干净，自然晾干。过一天以后，丝网张力稳定了才能使用。2.然后在丝网两面均匀涂上光敏胶，然后放入烘箱中80～140℃烘干60s～180s，光敏胶厚度约为5～300μm。3.然后将带有光敏胶的丝网在带有电路图案及校准标记图案的掩膜版下曝光，曝光后在80～140℃下烘焙15～45min，不同厂家的光刻胶会注明旋涂转数和烘焙时间，以减小驻波效应。4.然后在15～25℃下连续喷涂显影液和冲洗液。待清洗掉曝光部分的光敏胶后，在100～180℃下进行坚膜烘焙，即得到了制作好的丝网图版。S2、电极及金属连线的丝网印刷：1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版；2.将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用；3.将印刷用的柔性衬底用二次蒸馏水清洗，甩干后置烘箱中120～160℃烘烤2h，以防止柔性衬底在后续高温加热工序中变形，致使印刷电极精密度下降，冷却后备用。柔性衬底为具有良好的生物相容性的材料聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚二甲基硅氧烷，厚度为10～500μm。4.印刷电极，将刮刀与丝网图版的倾斜角度调制为合适的角度45～80度，并调整丝网图版与基底为合适的距离3～6mm，将丝网图版固定。5.将制备电极及金属连线的浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整、且电极电阻批间差小于5％。制备电极及金属连线的浆料为导电银浆或导电油墨，电极及金属连线厚度为5～100μm；6.在柔性衬底上印刷电极及金属连线，之后80～120℃烘干10～30min，即在柔性衬底上印刷上了电极和金属连线和校准标记；电极共有8个，电极a和电极b临近为同一的两个电极，电极c和电极d临近为同一电阻的两个电极，电极e和电极f临近为同一电阻的两个电极，电极g和电极h临近为同一电阻的两个电极；电极a和电极d用金属连线相连并引出金属连线可接到电源正极；电极b和电极f用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c和电极g用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e和电极h用金属连线相连并引出金属连线可接到电源负极；7.回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S3、力敏电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.制备力敏电阻的浆料，选择合适的有机溶剂，例如四氢呋喃、二甲亚砜、二甲基甲酰胺或丙酮，配制质量百分比为10％～30％的聚氨酯弹性体溶液；4.将导电石墨烯粉体材料和配制聚氨酯弹性体溶液所用的一样的有机溶剂按质量比1:10～1:100均匀混合，然后使用超声设备超声10～30min，功率为400～1200W，形成石墨烯均匀分散液；5.将石墨烯分散液加入到聚氨酯弹性体溶液中，通过超声和分散设备分散，形成均匀的石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液，使得最终石墨烯所占石墨烯和聚氨酯弹性体总的质量的百分比为5％～30％；6.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度45～80度，并调整丝网图版与基底为合适的距离3～6mm，将丝网图版上的校准标记与衬底上印刷的校准标记对准，将丝网图版固定。7.将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整；力敏电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底上，其大小刚好覆盖了电极c和电极d；厚度为10～200μm；8.然后80～140℃烘干10～30min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S4.参比电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度45～80度，并调整丝网图版与基底为合适的距离3～6mm，将丝网图版上的校准标记与衬底上印刷的校准标记对准，将丝网图版固定。4.将浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整，参比电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底上。参比电阻层有三小块，这三小块的参比电阻层的大小刚好分别覆盖了电极a和电极b，电极e和电极f，电极g和电极h。所选用的参比电阻的印刷浆料是银、铜、铂或钯；参比电阻层厚度为5～200μm；5.然后80～140℃烘干10～30min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。本发明的一种柔性石墨烯复合材料压力传感器可以贴附在皮肤上，用于脉搏检测、血压检测、体征检测、运动检测等。本发明的一种柔性石墨烯复合材料压力传感器的制备方法具有原料廉价、工艺简单、操作方便的优点，并且可以大规模可图形化的工业生产。本发明采用的柔性衬底和力敏电阻层均具有良好的生物相容性，材料与皮肤接触时，无毒性，无过敏或炎症反应等。本发明采用的力敏电阻材料为聚氨酯弹性体和石墨烯的复合材料，和其他高分子柔性材料如PDMS、PUA、PI等比较，聚氨酯弹性体和石墨烯能形成均匀的分散液体系，同时在成膜之后复合材料具有更好的弹性、拉伸变形及弯曲变形和附着力。利用这种可图形化石墨烯/聚氨酯弹性体柔性导电薄膜制作的器件具有强附着力、可折叠、可拉伸、重量轻、不易碎、柔性好、导电性强等特点。附图说明图1为一种柔性石墨烯复合材料压力传感器的俯视图；图2为一种柔性石墨烯复合材料压力传感器的截面图；图3为电极和金属连线电路示意图；图4为电极和金属连线印刷丝网图版图；图5为力敏电阻层丝网印刷的丝网图版图；图6为参比电阻层丝网印刷的丝网图版图；图7为一种柔性石墨烯复合材料压力传感器的电路示意图；上图中，1为电极a，2为电极b，3为电极c，4为电极d，5为电极e，6为电极f，7为电极g，8为电极h，9为校准标记，10为柔性衬底，Rx为力敏电阻，R1为第一参比电阻，R2为第二参比电阻，R3为第三参比电阻，Va为第一参比电阻和第二参比电阻之间的电位，Vb为力敏电阻和第三参比电阻之间的电位，Vc为电源正极电位，Vd为电源负极电位。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，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作出创造性劳动的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。实施例一：一种柔性石墨烯复合材料压力传感器，其俯视图如图1所示，截面图如图2所示，包括：柔性衬底10、电极及金属连线、力敏电阻层、参比电阻层；柔性衬底10在最下层，电极及金属连线在柔性衬底10之上，力敏电阻层和参比电阻层在电极及金属连线之上；电极和金属连线电路示意图如图3所示。电极共有8个，电极a1和电极b2临近为同一电阻的两个电极，电极c3和电极d4临近为同一电阻的两个电极，电极e5和电极f6临近为同一电阻的两个电极，电极g7和电极h8临近为同一电阻的两个电极；电极a1和电极d4用金属连线相连并引出金属连线接到电源正极；电极b2和电极f6用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c3和电极g7用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e5和电极h8用金属连线相连并引出金属连线接到电源负极；电极c3、电极d4和其上的力敏电阻层组成了力敏电阻Rx，电极a1、电极b2和其上的参比电阻层组成了第一参比电阻R1，电极e5、电极f6和其上的参比电阻层组成了第二参比电阻R2，电极g7、电极h8和其上的参比电阻层组成了第三参比电阻R3；力敏电阻层的大小刚好覆盖了电极c3和电极d4，第一参比电阻R1的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极a1和电极b2，第二参比电阻R2的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极e5和电极f6，第三参比电阻R3的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极g7和电极h8；力敏电阻Rx与第三参比电阻R3串联，第一参比电阻R1与第二参比电阻R2串联，力敏电阻Rx、第三参比电阻R3的串联电路与第一参比电阻R1、第二参比电阻R2的串联电路并联。压力传感器的电路示意图如图7所示。柔性衬底10为具有良好的生物相容性的材料聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，厚度为10μm；电极及金属连线为导电银浆，电极及金属连线厚度为5μm；力敏电阻层所用材料为石墨烯粉末和聚氨酯弹性体的复合材料，石墨烯所占总质量的百分比为5％，厚度为10μm；参比电阻层为银，厚度为5μm；Va为第一参比电阻R1和第二参比电阻R2之间的电位，Vb为力敏电阻Rx和第三参比电阻R3之间的电位，Vc为电源正极电位，Vd为电源负极电位；ΔVab＝|Va-Vb|，ΔVcd＝|Vc-Vd|；ΔVab可测得，ΔVcd为电源电路正负极间的电势差，可调节大小；R3是第三参比电阻R3的电阻值，RX是力敏电阻Rx的电阻值，ΔRX是力敏电阻Rx的阻值变化量。力敏电阻Rx的阻值变化量ΔRX可依据公式求得。一种柔性石墨烯复合材料压力传感器的制备方法，步骤如下：S1、丝网图版的制备：1.将丝网在网框上绷紧，丝网数目选择100目。丝网面积选择S＝34mm*61mm。将丝网清洗干净，自然晾干。过一天以后，丝网张力稳定了才能使用。2.然后在丝网两面均匀涂上光敏胶，然后放入烘箱中80℃烘干60s，光敏胶厚度约为5μm。3.然后将带有光敏胶的丝网在带有电路图案及校准标记9图案的掩膜版下曝光，曝光后在80℃下烘焙15min，不同厂家的光刻胶会注明旋涂转数和烘焙时间，以减小驻波效应。4.然后在15℃下连续喷涂显影液和冲洗液。待清洗掉曝光部分的光敏胶后，在100℃下进行坚膜烘焙，即得到了制作好的丝网图版。S2、电极及金属连线的丝网印刷：1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，图案如图4所示；2.将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用；3.将印刷用的柔性衬底10用二次蒸馏水清洗，甩干后置烘箱中120℃烘烤2h，以防止柔性衬底10在后续高温加热工序中变形，致使印刷电极精密度下降，冷却后备用。柔性衬底10为具有良好的生物相容性的材料聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，厚度为10μm。4.印刷电极，将刮刀与丝网图版的倾斜角度调制为合适的角度45度，并调整丝网图版与基底为合适的距离3mm，将丝网图版固定。5.将制备电极及金属连线的浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整、且电极电阻批间差小于5％。制备电极及金属连线的浆料为导电银浆，电极及金属连线厚度为5μm；6.在柔性衬底10上印刷电极及金属连线，之后80℃烘干10min，即在柔性衬底10上印刷上了电极和金属连线和校准标记9，如图4所示；电极共有8个，电极a1和电极b2临近为同一的两个电极，电极c3和电极d4临近为同一电阻的两个电极，电极e5和电极f6临近为同一电阻的两个电极，电极g7和电极h8临近为同一电阻的两个电极；电极a1和电极d4用金属连线相连并引出金属连线可接到电源正极；电极b2和电极f6用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c3和电极g7用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e5和电极h8用金属连线相连并引出金属连线可接到电源负极；7.回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S3、力敏电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，如图5所示；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.制备力敏电阻Rx的浆料，选择合适的有机溶剂四氢呋喃，配制质量百分比为10％的聚氨酯弹性体溶液；4.将导电石墨烯粉体材料和配制聚氨酯弹性体溶液所用的一样的有机溶剂按质量比1:10均匀混合，然后使用超声设备超声10min，功率为400W，形成石墨烯均匀分散液；5.将石墨烯分散液加入到聚氨酯弹性体溶液中，通过超声和分散设备分散，形成均匀的石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液，使得最终石墨烯所占石墨烯和聚氨酯弹性体总的质量的百分比为5％；6.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度45度，并调整丝网图版与基底为合适的距离3mm，将丝网图版上的校准标记9与衬底上印刷的校准标记9对准，将丝网图版固定。7.将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整；力敏电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底10上，其大小刚好覆盖了电极c3和电极d4，如图5所示；厚度为10μm；8.然后80℃烘干10min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S4.参比电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，如图6所示；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度45度，并调整丝网图版与基底为合适的距离3mm，将丝网图版上的校准标记9与衬底上印刷的校准标记9对准，将丝网图版固定。4.将浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整，参比电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底10上。如图6所示，参比电阻层有三小块，这三小块的参比电阻层的大小刚好分别覆盖了电极a1和电极b2，电极e5和电极f6，电极g7和电极h8，压力传感器的电路示意图如图7所示。所选用的参比电阻的印刷浆料是银；参比电阻层厚度为5μm；5.然后80℃烘干10min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。在上述实施例中，制备电极及金属连线的材料可以用导电油墨代替导电银浆，制备参比电阻的材料可以用铜、铂或钯代替银。实施例二：一种柔性石墨烯复合材料压力传感器，其俯视图如图1所示，截面图如图2所示，包括：柔性衬底10、电极及金属连线、力敏电阻层、参比电阻层；柔性衬底10在最下层，电极及金属连线在柔性衬底10之上，力敏电阻层和参比电阻层在电极及金属连线之上；电极和金属连线电路示意图如图3所示。电极共有8个，电极a1和电极b2临近为同一电阻的两个电极，电极c3和电极d4临近为同一电阻的两个电极，电极e5和电极f6临近为同一电阻的两个电极，电极g7和电极h8临近为同一电阻的两个电极；电极a1和电极d4用金属连线相连并引出金属连线接到电源正极；电极b2和电极f6用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c3和电极g7用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e5和电极h8用金属连线相连并引出金属连线接到电源负极；电极c3、电极d4和其上的力敏电阻层组成了力敏电阻Rx，电极a1、电极b2和其上的参比电阻层组成了第一参比电阻R1，电极e5、电极f6和其上的参比电阻层组成了第二参比电阻R2，电极g7、电极h8和其上的参比电阻层组成了第三参比电阻R3；力敏电阻层的大小刚好覆盖了电极c3和电极d4，第一参比电阻R1的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极a1和电极b2，第二参比电阻R2的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极e5和电极f6，第三参比电阻R3的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极g7和电极h8；力敏电阻Rx与第三参比电阻R3串联，第一参比电阻R1与第二参比电阻R2串联，力敏电阻Rx、第三参比电阻R3的串联电路与第一参比电阻R1、第二参比电阻R2的串联电路并联。压力传感器的电路示意图如图7所示。柔性衬底10为具有良好的生物相容性的材料聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，厚度为100μm；电极及金属连线为导电银浆，电极及金属连线厚度为40μm；力敏电阻层所用材料为石墨烯粉末和聚氨酯弹性体的复合材料，石墨烯所占总质量的百分比为15％，厚度为70μm；参比电阻层为银，厚度为70μm；Va为第一参比电阻R1和第二参比电阻R2之间的电位，Vb为力敏电阻Rx和第三参比电阻R3之间的电位，Vc为电源正极电位，Vd为电源负极电位；ΔVab＝|Va-Vb|，ΔVcd＝|Vc-Vd|；ΔVab可测得，ΔVcd为电源电路正负极间的电势差，可调节大小；R3是第三参比电阻R3的电阻值，RX是力敏电阻Rx的电阻值，ΔRX是力敏电阻Rx的阻值变化量。力敏电阻Rx的阻值变化量ΔRX可依据公式求得。一种柔性石墨烯复合材料压力传感器的制备方法，步骤如下：S1、丝网图版的制备：1.将丝网在网框上绷紧，丝网数目选择200目。丝网面积选择S＝40mm*70mm。将丝网清洗干净，自然晾干。过一天以后，丝网张力稳定了才能使用。2.然后在丝网两面均匀涂上光敏胶，然后放入烘箱中100℃烘干100s，光敏胶厚度约为100μm。3.然后将带有光敏胶的丝网在带有电路图案及校准标记9图案的掩膜版下曝光，曝光后在100℃下烘焙25min，不同厂家的光刻胶会注明旋涂转数和烘焙时间，以减小驻波效应。4.然后在18℃下连续喷涂显影液和冲洗液。待清洗掉曝光部分的光敏胶后，在120℃下进行坚膜烘焙，即得到了制作好的丝网图版。S2、电极及金属连线的丝网印刷：1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，图案如图4所示；2.将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用；3.将印刷用的柔性衬底10用二次蒸馏水清洗，甩干后置烘箱中130℃烘烤2h，以防止柔性衬底10在后续高温加热工序中变形，致使印刷电极精密度下降，冷却后备用。柔性衬底10为具有良好的生物相容性的材料聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，厚度为100μm。4.印刷电极，将刮刀与丝网图版的倾斜角度调制为合适的角度60度，并调整丝网图版与基底为合适的距离4mm，将丝网图版固定。5.将制备电极及金属连线的浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整、且电极电阻批间差小于5％。制备电极及金属连线的浆料为导电银浆，电极及金属连线厚度为40μm；6.在柔性衬底10上印刷电极及金属连线，之后90℃烘干20min，即在柔性衬底10上印刷上了电极和金属连线和校准标记9，如图4所示；电极共有8个，电极a1和电极b2临近为同一的两个电极，电极c3和电极d4临近为同一电阻的两个电极，电极e5和电极f6临近为同一电阻的两个电极，电极g7和电极h8临近为同一电阻的两个电极；电极a1和电极d4用金属连线相连并引出金属连线可接到电源正极；电极b2和电极f6用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c3和电极g7用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e5和电极h8用金属连线相连并引出金属连线可接到电源负极；7.回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S3、力敏电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，如图5所示；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.制备力敏电阻Rx的浆料，选择合适的有机溶剂二甲亚砜，配制质量百分比为20％的聚氨酯弹性体溶液；4.将导电石墨烯粉体材料和配制聚氨酯弹性体溶液所用的一样的有机溶剂按质量比1:30均匀混合，然后使用超声设备超声20min，功率为700W，形成石墨烯均匀分散液；5.将石墨烯分散液加入到聚氨酯弹性体溶液中，通过超声和分散设备分散，形成均匀的石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液，使得最终石墨烯所占石墨烯和聚氨酯弹性体总的质量的百分比为15％。6.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度60度，并调整丝网图版与基底为合适的距离4mm，将丝网图版上的校准标记9与衬底上印刷的校准标记9对准，将丝网图版固定。7.将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整；力敏电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底10上，其大小刚好覆盖了电极c3和电极d4，如图5所示；厚度为70μm；8.然后100℃烘干20min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S4.参比电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，如图6所示；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度60度，并调整丝网图版与基底为合适的距离4mm，将丝网图版上的校准标记9与衬底上印刷的校准标记9对准，将丝网图版固定。4.将浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整，参比电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底10上。如图6所示，参比电阻层有三小块，这三小块的参比电阻层的大小刚好分别覆盖了电极a1和电极b2，电极e5和电极f6，电极g7和电极h8，压力传感器的电路示意图如图7所示。所选用的参比电阻的印刷浆料是银；参比电阻层厚度为70μm；5.然后100℃烘干20min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。在上述实施例中，制备电极及金属连线的材料可以用导电油墨代替导电银浆，制备参比电阻的材料可以用铜、铂或钯代替银。实施例三：一种柔性石墨烯复合材料压力传感器，其俯视图如图1所示，截面图如图2所示，包括：柔性衬底10、电极及金属连线、力敏电阻层、参比电阻层；柔性衬底10在最下层，电极及金属连线在柔性衬底10之上，力敏电阻层和参比电阻层在电极及金属连线之上；电极和金属连线电路示意图如图3所示。电极共有8个，电极a1和电极b2临近为同一电阻的两个电极，电极c3和电极d4临近为同一电阻的两个电极，电极e5和电极f6临近为同一电阻的两个电极，电极g7和电极h8临近为同一电阻的两个电极；电极a1和电极d4用金属连线相连并引出金属连线接到电源正极；电极b2和电极f6用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c3和电极g7用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e5和电极h8用金属连线相连并引出金属连线接到电源负极；电极c3、电极d4和其上的力敏电阻层组成了力敏电阻Rx，电极a1、电极b2和其上的参比电阻层组成了第一参比电阻R1，电极e5、电极f6和其上的参比电阻层组成了第二参比电阻R2，电极g7、电极h8和其上的参比电阻层组成了第三参比电阻R3；力敏电阻层的大小刚好覆盖了电极c3和电极d4，第一参比电阻R1的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极a1和电极b2，第二参比电阻R2的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极e5和电极f6，第三参比电阻R3的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极g7和电极h8；力敏电阻Rx与第三参比电阻R3串联，第一参比电阻R1与第二参比电阻R2串联，力敏电阻Rx、第三参比电阻R3的串联电路与第一参比电阻R1、第二参比电阻R2的串联电路并联。压力传感器的电路示意图如图7所示。柔性衬底10为具有良好的生物相容性的材料聚二甲基硅氧烷，厚度为300μm；电极及金属连线为导电银浆，电极及金属连线厚度为70μm；力敏电阻层所用材料为石墨烯粉末和聚氨酯弹性体的复合材料，石墨烯所占总质量的百分比为20％，厚度为150μm；参比电阻层为银，厚度为150μm；Va为第一参比电阻R1和第二参比电阻R2之间的电位，Vb为力敏电阻Rx和第三参比电阻R3之间的电位，Vc为电源正极电位，Vd为电源负极电位；ΔVab＝|Va-Vb|，ΔVcd＝|Vc-Vd|；ΔVab可测得，ΔVcd为电源电路正负极间的电势差，可调节大小；R3是第三参比电阻R3的电阻值，RX是力敏电阻Rx的电阻值，ΔRX是力敏电阻Rx的阻值变化量。力敏电阻Rx的阻值变化量ΔRX可依据公式求得。一种柔性石墨烯复合材料压力传感器的制备方法，步骤如下：S1、丝网图版的制备：1.将丝网在网框上绷紧，丝网数目选择300目。丝网面积选择S＝50mm*80mm。将丝网清洗干净，自然晾干。过一天以后，丝网张力稳定了才能使用。2.然后在丝网两面均匀涂上光敏胶，然后放入烘箱中120℃烘干140s，光敏胶厚度约为200μm。3.然后将带有光敏胶的丝网在带有电路图案及校准标记9图案的掩膜版下曝光，曝光后在120℃下烘焙30min，不同厂家的光刻胶会注明旋涂转数和烘焙时间，以减小驻波效应。4.然后在20℃下连续喷涂显影液和冲洗液。待清洗掉曝光部分的光敏胶后，在150℃下进行坚膜烘焙，即得到了制作好的丝网图版。S2、电极及金属连线的丝网印刷：1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，图案如图4所示；2.将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用；3.将印刷用的柔性衬底10用二次蒸馏水清洗，甩干后置烘箱中150℃烘烤2h，以防止柔性衬底10在后续高温加热工序中变形，致使印刷电极精密度下降，冷却后备用。柔性衬底10为具有良好的生物相容性的材料聚二甲基硅氧烷，厚度为300μm。4.印刷电极，将刮刀与丝网图版的倾斜角度调制为合适的角度70度，并调整丝网图版与基底为合适的距离5mm，将丝网图版固定。5.将制备电极及金属连线的浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整、且电极电阻批间差小于5％。制备电极及金属连线的浆料为导电银浆，电极及金属连线厚度为70μm；6.在柔性衬底10上印刷电极及金属连线，之后100℃烘干25min，即在柔性衬底10上印刷上了电极和金属连线和校准标记9，如图4所示；电极共有8个，电极a1和电极b2临近为同一的两个电极，电极c3和电极d4临近为同一电阻的两个电极，电极e5和电极f6临近为同一电阻的两个电极，电极g7和电极h8临近为同一电阻的两个电极；电极a1和电极d4用金属连线相连并引出金属连线可接到电源正极；电极b2和电极f6用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c3和电极g7用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e5和电极h8用金属连线相连并引出金属连线可接到电源负极；7.回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S3、力敏电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，如图5所示；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.制备力敏电阻Rx的浆料，选择合适的有机溶剂二甲基甲酰胺，配制质量百分比为25％的聚氨酯弹性体溶液；4.将导电石墨烯粉体材料和配制聚氨酯弹性体溶液所用的一样的有机溶剂按质量比1:60均匀混合，然后使用超声设备超声25min，功率为1000W，形成石墨烯均匀分散液；5.将石墨烯分散液加入到聚氨酯弹性体溶液中，通过超声和分散设备分散，形成均匀的石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液，使得最终石墨烯所占石墨烯和聚氨酯弹性体总的质量的百分比为20％。6.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度70度，并调整丝网图版与基底为合适的距离5mm，将丝网图版上的校准标记9与衬底上印刷的校准标记9对准，将丝网图版固定。7.将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整；力敏电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底10上，其大小刚好覆盖了电极c3和电极d4，如图5所示；厚度为150μm；8.然后100℃烘干25min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S4.参比电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，如图6所示；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度70度，并调整丝网图版与基底为合适的距离5mm，将丝网图版上的校准标记9与衬底上印刷的校准标记9对准，将丝网图版固定。4.将浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整，参比电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底10上。如图6所示，参比电阻层有三小块，这三小块的参比电阻层的大小刚好分别覆盖了电极a1和电极b2，电极e5和电极f6，电极g7和电极h8，压力传感器的电路示意图如图7所示。所选用的参比电阻的印刷浆料是银；参比电阻层厚度为150μm；5.然后100℃烘干25min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。在上述实施例中，制备电极及金属连线的材料可以用导电油墨代替导电银浆，制备参比电阻的材料可以用铜、铂或钯代替银。实施例四：一种柔性石墨烯复合材料压力传感器，其俯视图如图1所示，截面图如图2所示，包括：柔性衬底10、电极及金属连线、力敏电阻层、参比电阻层；柔性衬底10在最下层，电极及金属连线在柔性衬底10之上，力敏电阻层和参比电阻层在电极及金属连线之上；电极和金属连线电路示意图如图3所示。电极共有8个，电极a1和电极b2临近为同一电阻的两个电极，电极c3和电极d4临近为同一电阻的两个电极，电极e5和电极f6临近为同一电阻的两个电极，电极g7和电极h8临近为同一电阻的两个电极；电极a1和电极d4用金属连线相连并引出金属连线接到电源正极；电极b2和电极f6用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c3和电极g7用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e5和电极h8用金属连线相连并引出金属连线接到电源负极；电极c3、电极d4和其上的力敏电阻层组成了力敏电阻Rx，电极a1、电极b2和其上的参比电阻层组成了第一参比电阻R1，电极e5、电极f6和其上的参比电阻层组成了第二参比电阻R2，电极g7、电极h8和其上的参比电阻层组成了第三参比电阻R3；力敏电阻层的大小刚好覆盖了电极c3和电极d4，第一参比电阻R1的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极a1和电极b2，第二参比电阻R2的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极e5和电极f6，第三参比电阻R3的参比电阻层的大小刚好覆盖了电极g7和电极h8；力敏电阻Rx与第三参比电阻R3串联，第一参比电阻R1与第二参比电阻R2串联，力敏电阻Rx、第三参比电阻R3的串联电路与第一参比电阻R1、第二参比电阻R2的串联电路并联。压力传感器的电路示意图如图7所示。柔性衬底10为具有良好的生物相容性的材料聚二甲基硅氧烷，厚度为500μm；电极及金属连线为导电银浆，电极及金属连线厚度为100μm；力敏电阻层所用材料为石墨烯粉末和聚氨酯弹性体的复合材料，石墨烯所占总质量的百分比为30％，厚度为200μm；参比电阻层为银，厚度为200μm；Va为第一参比电阻R1和第二参比电阻R2之间的电位，Vb为力敏电阻Rx和第三参比电阻R3之间的电位，Vc为电源正极电位，Vd为电源负极电位；ΔVab＝|Va-Vb|，ΔVcd＝|Vc-Vd|；ΔVab可测得，ΔVcd为电源电路正负极间的电势差，可调节大小；R3是第三参比电阻R3的电阻值，RX是力敏电阻Rx的电阻值，ΔRX是力敏电阻Rx的阻值变化量。力敏电阻Rx的阻值变化量ΔRX可依据公式求得。一种柔性石墨烯复合材料压力传感器的制备方法，步骤如下：S1、丝网图版的制备：1.将丝网在网框上绷紧，丝网数目选择400目。丝网面积选择S＝60mm*100mm。将丝网清洗干净，自然晾干。过一天以后，丝网张力稳定了才能使用。2.然后在丝网两面均匀涂上光敏胶，然后放入烘箱中140℃烘干180s，光敏胶厚度约为300μm。3.然后将带有光敏胶的丝网在带有电路图案及校准标记9图案的掩膜版下曝光，曝光后在140℃下烘焙45min，不同厂家的光刻胶会注明旋涂转数和烘焙时间，以减小驻波效应。4.然后在25℃下连续喷涂显影液和冲洗液。待清洗掉曝光部分的光敏胶后，在180℃下进行坚膜烘焙，即得到了制作好的丝网图版。S2、电极及金属连线的丝网印刷：1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，图案如图4所示；2.将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用；3.将印刷用的柔性衬底10用二次蒸馏水清洗，甩干后置烘箱中160℃烘烤2h，以防止柔性衬底10在后续高温加热工序中变形，致使印刷电极精密度下降，冷却后备用。柔性衬底10为具有良好的生物相容性的材料聚二甲基硅氧烷，厚度为500μm。4.印刷电极，将刮刀与丝网图版的倾斜角度调制为合适的角度80度，并调整丝网图版与基底为合适的距离6mm，将丝网图版固定。5.将制备电极及金属连线的浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整、且电极电阻批间差小于5％。制备电极及金属连线的浆料为导电银浆，电极及金属连线厚度为100μm；6.在柔性衬底10上印刷电极及金属连线，之后120℃烘干30min，即在柔性衬底10上印刷上了电极和金属连线和校准标记9，如图4所示；电极共有8个，电极a1和电极b2临近为同一的两个电极，电极c3和电极d4临近为同一电阻的两个电极，电极e5和电极f6临近为同一电阻的两个电极，电极g7和电极h8临近为同一电阻的两个电极；电极a1和电极d4用金属连线相连并引出金属连线可接到电源正极；电极b2和电极f6用金属连线相连并引出一段金属连线；电极c3和电极g7用金属连线相连并引出一段金属连线；电极e5和电极h8用金属连线相连并引出金属连线可接到电源负极；7.回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S3、力敏电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，如图5所示；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.制备力敏电阻Rx的浆料，选择合适的有机溶剂丙酮，配制质量百分比为30％的聚氨酯弹性体溶液；4.将导电石墨烯粉体材料和配制聚氨酯弹性体溶液所用的一样的有机溶剂按质量比1:100均匀混合，然后使用超声设备超声30min，功率为1200W，形成石墨烯均匀分散液；5.将石墨烯分散液加入到聚氨酯弹性体溶液中，通过超声和分散设备分散，形成均匀的石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液，使得最终石墨烯所占石墨烯和聚氨酯弹性体总的质量的百分比为30％。6.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度80度，并调整丝网图版与基底为合适的距离6mm，将丝网图版上的校准标记9与衬底上印刷的校准标记9对准，将丝网图版固定。7.将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整；力敏电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底10上，其大小刚好覆盖了电极c3和电极d4，如图5所示；厚度为200μm；8.然后140℃烘干30min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。S4.参比电阻层的丝网印刷1.按照S1步丝网图版的制备来制备丝网图版，如图6所示；2.然后将丝网图版、刮刀用洗网水清洗干净，在阴暗处待其自然挥干后备用。3.印刷中间薄膜材料，将刮刀与丝网图版倾斜角度调制合适的角度80度，并调整丝网图版与基底为合适的距离6mm，将丝网图版上的校准标记9与衬底上印刷的校准标记9对准，将丝网图版固定。4.将浆料放置在丝网图版上，用刮刀左右往复将浆料刷在带有图案的丝网图版上，试印后，调节气压使电极表面印刷平整，参比电阻层就印刷在印刷有电极的柔性衬底10上。如图6所示，参比电阻层有三小块，这三小块的参比电阻层的大小刚好分别覆盖了电极a1和电极b2，电极e5和电极f6，电极g7和电极h8，压力传感器的电路示意图如图7所示。所选用的参比电阻的印刷浆料是银；参比电阻层厚度为200μm；5.然后140℃烘干30min，回收浆料清洗丝网图版、刮刀。在上述实施例中，制备电极及金属连线的材料可以用导电油墨代替导电银浆，制备参比电阻的材料可以用铜、铂或钯代替银。