静电消散泡沫如何工作?

电器工程 反抗 功耗 静止的 耗散
2022-02-02 07:44:07

我计划使用泡沫构建一个抓握释放传感器。我对它的工作方式很感兴趣。当对电路施加力时,电路中的电阻会增加还是减少?而这将以何种方式与力成正比?我需要应用电位差,不是吗?

2个回答

有趣的想法!

嗯,我刚试过。我将值得信赖的 Keysight 34410A 连接到测试引线并刺穿了我认为是耗散泡沫(电子产品的粉红色泡沫)。欧姆读数过载,因此没有可测量的电阻。就像 Bimpelrekkie 所怀疑的那样,这是可以预料的。

耗散材料的电阻太高,无法进行可用的测量。我想使用一些高压设备你会得到一个价值,但是握把释放传感器听起来像是有人在触摸它,所以高压可能不是要走的路。

但我周围也有一些导电泡沫(黑色的东西,很硬)。这是一张 30 x 10 x 0.8 厘米的纸。当我在最后刺穿它时,即在探头之间的整个 30 厘米处,我起初测量的约为 20 kOhm,但随着探头插入的时间越长,这个值就会下降。

几分钟后它并没有真正稳定下来,所以我会把它留在里面看看它的去向。

为了查看它是否对压力敏感,我用螺丝刀的隔离背面将其推到泡沫上。值上升了大约 80 欧姆,从 17610 欧姆到 17690 欧姆,释放压力后值立即下降 30 欧姆,然后在几秒钟内回落。

螺丝刀相当小,大约 1 x 1 厘米,所以更大的螺丝刀会带来更高的增量。

现在它似乎不是一个坚如磐石的系统,但我可以想象你可以通过一些聪明的算法从中得到一些东西。特别是由于您对发布感兴趣,因此绝对值可能无关紧要,而是在短时间内发生变化。


一个多小时后,它稳定在 16889 欧姆左右。由于我在开始实验之前正在挤压它,它可能是完全恢复其原始结构所需的时间。

这似乎很合理,在再次挤压它(抓住它在中间)之后,阻力又回到了 20 kOhm 并开始再次下降。


这是挤压的数据日志:

挤压导电泡沫的数据日志

正如你所看到的,它确实需要很长的恢复时间才能回到原来的位置。我不能说它会经历多少次挤压循环。所以你有一些测试在你面前。

这是我的理论。碳浸渍泡沫可以被认为是一堆相互连接的小电阻,一个复杂的随机连接的电阻网络。泡沫细胞形成网络部分的特征尺寸。

在第一个近似值中,该网络的阻抗不应该取决于网络变形,因为单个小电阻器(泡沫气泡壁)不会改变。

但是,当施加更强的压缩力时,一些电阻器可能会造成短路,但一些子部分可能会破裂。因此,净效应是无法预测的。如果更多的部分断裂相对于折叠单元的数量,阻抗将会增加。如果更多的泡沫单元塌陷,整体阻抗就会下降。如果某些断裂部分恢复其初始形状并恢复电接触,则阻抗将在一定程度上重新绑定。如果施加更多的压力循环,整个过程可能会恶化。

此外,泡沫可能具有不同的泡孔结构。有具有闭孔组的“高密度”泡沫,也有具有松散孔结构的泡沫。总阻抗的行为可能会有所不同。

总之,导电泡沫不是施加压力的最佳传感器。