Esto definitivamente no es un medidor de deformación (película delgada).
Las razones por las que digo esto son:
- La resistencia del sensor flexible es proporcional a la longitud, ver 4.5 “/ 10K-Ohm y 2.2” / 25K-Ohm. Las variedades más económicas / generales de galgas extensométricas no tienen dependencia de la longitud. Al menos no sin un esfuerzo significativo de diseño.
- Los medidores de tensión son generalmente unidireccionales en funcionamiento, este sensor flexible no lo es. Los medidores de tensión deben diseñarse y ubicarse de modo que estén expuestos a regiones de máxima tensión uniaxial (para maximizar la sensibilidad / magnitud de la respuesta). El sensor flexible aparentemente no tiene tales restricciones.
- Una simple inspección visual muestra la falta de circuitos de equilibrio / amplificación. Esto se requiere en los medidores de deformación porque la magnitud real de la señal (las deformaciones en la superficie de una estructura deformable no es grande).
- Aparentemente, el sensor de flexión no tiene problemas de saturación (los medidores de tensión se saturan fácilmente bajo grandes desviaciones).
- El sensor flexible muestra la dependencia de la trayectoria / perfil de desviación local de las mediciones reales. Los medidores de deformación solo dependen de la magnitud de la deformación local.
- Las galgas extensométricas no son compatibles con la medición de cepas grandes. Pero este sensor flexible aparentemente lo hace.
Por lo tanto, los medidores de tensión no suelen funcionar como lo hace este sensor flexible.
Aquí hay algunas imágenes de galgas extensométricas:
Aquí hay una imagen de una galga extensométrica aplicada contra un espécimen de tracción y un primer plano (desde la Introducción a las pruebas mecánicas). La ‘campana de barra’ extensible mide aproximadamente 100 milímetros de largo.
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¿Cuál es el principio físico detrás de los sensores flexibles de flexión?
Ver esto: Patente US20070024415 – Circuito blindado accionado por presión
Y esto: Taller de sensores en ITP
(Imagen de adafruit)
La tira negra es una capa delgada de carbono / grafito (para flexibilidad). El material gris claro está modelado y segmentado electrodo de metal. La deformación de la flexión aparentemente aumenta / disminuye la cantidad de metal en contacto con el carbono.
El módulo de Young de grafito es <~ 10 veces mayor que el del aluminio, mientras que su límite elástico es aproximadamente el mismo. Dado que las escamas / deslizamientos de grafito se deslizan fácilmente sobre otras capas de grafito, puede soportar muchos ciclos de deformación. Las películas de metal generalmente fallarían bajo ciclos de deformación grandes, y eso también explica la segmentación del electrodo.
¿Por qué tendría histéresis y cambio con el tiempo?
El ciclo de deformación inducida por la fatiga de los electrodos metálicos y las capas de polímero se expresaría como histéresis y deriva a largo plazo. Pero no estoy seguro de qué escalas de tiempo realmente ve su histéresis / deriva. Solo podemos explicar la no estacionariedad a largo plazo con la fatiga del metal.
Otra cosa podría ser el tipo de polímeros que usan, que podrían explicar la viscoelasticidad y la histéresis inducida por la fluencia.
Una cantidad decente de deriva / histéresis también podría explicarse por el perfil de deformación exacto del voladizo (cadena / enlace lineal n-DOF segmentado donde cada enlace es imperfecto y tiene ligeros DOF torsionales además de las juntas de revolución / flexión). Si hay histéresis en la forma en que el voladizo se deforma inicialmente y en la forma en que se restaura, eso debería manifestarse en las mediciones.