新型稱重傳感技術集新材料、微機電、微納米等前沿學科于一體，是精準農業、智能物流、智能零售等物聯網應用的技術關鍵。智能化、微型化、平面化、低成本、高靈敏度、高可靠性是新型稱重傳感器件的發展趨勢和主要研究方向。碳材料具有極其優異的力學和電學性能，在稱重測力傳感器件中具有重要的應用前景。近年來，碳基傳感材料和傳感器件的研究方興未艾，為稱重測力傳感技術的深入開發和應用帶來了新的機遇。本文主要簡要介紹了碳基傳感材料及其在力傳感器中的研究和應用，并討論了基于石墨烯、碳納米管等碳材料的傳感器部件的結構原理和制造方法的相關進展。近年來，隨著物聯網的快速發展，稱重傳感器的應用領域也在不斷擴大。不斷創新的行業模式是稱重傳感器技術，提出了許多目標傳感器。

與傳統材料相比，石墨烯的獨特之處在于它是一個穩定和連續的二維平面結構，由一層碳原子排列而成。同時，石墨烯可以根據一定的手性滾動形成一維碳納米管，石墨烯可以通過多層堆疊形成石墨。石墨烯優異的機械性能與碳原子的化學鍵和電子結構密切相關。由于所有碳原子都被捆綁在同一平面上，因此它們具有超高的強度、剛度和韌性以及作為二維材料帶來的獨特變形機制。同時，石墨烯材料的高遷移率意味著，只要施加較小的應力，材料的電阻就會急劇變化。

一種石墨烯波紋結構應力傳感器設計了一種基于隧道穿透效應的納米石墨烯薄膜應力傳感器，其靈敏度提高到500以上。其在彎曲和拉伸過程中的重復電阻特性證明，石墨烯可用于高性能應力傳感器。稱重傳感器的性能指標主要包括非線性、滯后性、重復性、蠕變性、零溫度特性和靈敏度溫度特性。此外，在許多物聯網應用中，傳感材料應具有高靈敏度、測量范圍寬、響應時間快等關鍵特性。

基于碳基傳感材料的力傳感器包括電阻、電容、壓電、諧振、光纖等。其中，電阻測量傳感器是基于敏感材料的電阻率變化，將機械量轉化為電信號。由于電阻傳感器工藝簡單，成本低，在許多領域得到了廣泛的應用。電容測量傳感器可以看作是一個具有可變參數的電容器。例如，兩個平行電極之間的空氣作為介質。在壓力的作用下，平行電極之間的距離變化會導致電容信號的變化，從而獲得相應的應力信息。電容傳感器的優點是靈敏度高，在低能耗的情況下可以檢測到微靜力。因此，基于上述兩種敏感機制的碳基傳感器是主要的研究方向，相關研究結果最多。

碳基傳感材料具有較高的靈敏度，在動態測量和小力值測量方面具有顯著的優勢。目前，主要問題是許多碳基傳感器件或其原材料的制備涉及蒸發、光刻等微納加工方法。目前，成本仍然相對較高，工藝復雜，不利于稱重測量傳感器的應用和推廣。此外，還缺乏系統地研究傳感器的性能影響因素的系統研究，特別是有必要進一步分析和研究如何構建高靈敏度和良好穩定性的高精度稱重傳感器元件。因此，開發一種適合大規模生產的低成本制備和包裝方法，系統地研究力傳感器的性能影響因素具有重要的科學研究和實際應用價值。