Effect of Elasticity on Electrical Properties of Weft-Knitted Conductive Fabrics

Because of softness and lightness, various flexible sensors have attracted extensive attention and been widely studied. Sensing mechanism of most wearable sensors is derived from an elastic substrate, such as fabric or polymer materials. Although the mechanical-electrical performance of several flexible sensors has been reported, including sensitivity, linearity hysteresis and repeatability, research on the effects of substrate elasticity on sensor capacity is scarce. In this paper, the impact of spandex content, washing and ironing processing on the elasticity of weft knitted sensors was investigated by the constant- extension test method. Afterwards, differences in sensing properties between diverse elastic sensors under single as well as repeated stretch were reported. The experimental results showed that spandex content does influence the elasticity of knitted fabric, which has a further great effect on sensing properties. A highly elastic sensor is capable of detecting large-scale human motions, while sensors with lower elasticity are opposite, which demonstrates that elastic sensors can be designed and chosen to meet the requirements of detecting and monitoring distinct human motions.

Ze względu na swoją delikatność i lekkość czujniki elastyczne przyciągają uwagę i są często stosowane. Często opisywane jest działanie mechaniczno-elektryczne kilku elastycznych czujników, w tym czułość, histereza liniowości i powtarzalność, badania nad wpływem elastyczności podłoża na pojemność czujnika są dość rzadkie. W pracy zbadano wpływ zawartości spandex’u, obróbki prania i prasowania na sprężystość dzianin wątkowych metodą badania stałego rozciągania. Następnie odnotowano różnice we właściwościach wykrywania między różnymi czujnikami sprężystymi przy pojedynczym i powtarzanym rozciągnięciu. Wyniki eksperymentalne wykazały, że zawartość spandex’u wpływa na elastyczność dzianiny, co dodatkowo ma duży wpływ na właściwości wyczuwalne. Wyniki pokazały, że wysoce elastyczny czujnik jest w stanie lepiej wykrywać ruchy człowieka, niż czujniki o niższej elastyczności, co pokazuje, że czujniki elastyczne można zaprojektować i wybrać tak, aby spełniały wymagania wykrywania i monitorowania różnych ruchów człowieka.