Як працює статична дисипативна піна?

Я планую побудувати датчик рукоятки за допомогою піни. Мені досить цікаво, як це працює. Підвищується чи зменшується опір в ланцюзі, коли на нього прикладається сила? І це буде пропорційно силі, яким чином? Мені потрібно буде застосувати різницю потенціалів, чи не так?

Цікава ідея!

Ну я просто спробував. Я підключив свій надійний Keysight 34410A до випробувальних проводів і проколов те, що, на мою думку, є дисипативною піною (рожевою піною для доставки електроніки). Читання Ома було перевантаженим, тому не було вимірюваного опору. Чого слід очікувати, як підозрюють Бімпелрекі.

Дисипативний матеріал - це занадто висока стійкість, щоб зробити його корисним вимірюванням. Я думаю, що з високим напругою обладнання ви отримаєте цінність, але датчик вивільнення зчеплення здається, що хтось до нього торкається, тому висока напруга, мабуть, не шлях.

Але у мене також лежала якась електропровідна піна (чорний матеріал, досить жорсткий). Це аркуш розміром 30 х 10 х 0,8 див. Коли я пробив його в кінці, тому цілих 30 см, де між щупами, спочатку я виміряв близько 20 кОм, але це відпадало, чим довше я мав зонди.

Він насправді не вирішувався протягом декількох хвилин, тому я залишу його і побачу, куди йде.

Щоб побачити, чи він чутливий до тиску, я натиснув ізольованою спинкою викрутки на піну. Значення зросло приблизно на 80 Ом, з 17610 Ом до 17690 Ом, після вивільнення тиску значення знизилося на 30 Ом відразу після випуску, а потім за кілька секунд опустилося назад.

Викрутка була досить невеликою, близько 1 х 1 см, тому більший збільшував би збільшення.

Зараз це не здається стійкою до скелі системою, але я можу уявити, що ви можете отримати щось із цього за допомогою розумного алгоритму. Тим більше що ви зацікавлені у випуску, абсолютна величина може не мати значення, а змінитись за короткий проміжок часу.

Після більш ніж години він оселився біля 16889 Ом. Коли я стискав його ще до того, як почав експеримент, можливо, це був час, необхідний для повного відновлення початкової структури.

Це здається цілком правдоподібним, після стиснення його знову (стискаючи його посередині) опір повернувся до 20 кОм і знову починає знижуватися.

Ось журнал даних про стискання:

Як бачите, у нас дійсно тривалий час відновлення, щоб дістатися там, де він був спочатку. Я не можу сказати, скільки циклів стискання витримає. Тож у вас попереду кілька тестів.

Ось моя теорія. Піна, просочена вуглецем, може розглядатися як купа з’єднаних між собою малих резисторів, складної випадково з'єднаної резисторної мережі. Пінопластові клітини утворюють характерний розмір ділянок мережі.

У першому наближенні імпеданс цієї мережі не повинен залежати від деформації мережі, оскільки окремі невеликі резистори (стінки пінопластових бульбашок) не змінюються.

Однак при застосуванні сильнішої сили стиснення деякі резистори можуть створити шорти, але деякі підрозділи можуть розпастися. Тож чистий ефект передбачити неможливо. Якщо більше розділів порушиться відносно кількості збірних комірок, імпеданс збільшиться. Якщо збільшиться більше клітин піни, загальний опір знизиться. Якщо деякі зламані ділянки відновлять початкову форму і відновлять електричні контакти, опір певною мірою буде зв'язаний. Весь процес, швидше за все, погіршиться, якщо буде застосовано більше циклів тиску.

Більше того, піни можуть мати різну будову клітин. Є піни "високої щільності" із закритим набором комірок, а також є піни із пухкою клітинною структурою. Поведінка загального опору, ймовірно, дещо відрізнятиметься.

Загалом, електропровідна піна - не найкращий датчик прикладеного тиску.