Come funziona la schiuma dissipativa statica?

Sto progettando di costruire un sensore di rilascio dell'impugnatura usando la schiuma. Sono piuttosto interessato al modo in cui funziona. La resistenza nel circuito aumenta o diminuisce quando viene applicata la forza su di esso? E questo sarà proporzionale alla forza in che modo? Dovrò applicare una differenza potenziale, no?

Idea interessante!

Beh, l'ho appena provato. Ho collegato il mio fidato Keysight 34410A ai puntali e ho perforato quella che penso sia schiuma dissipativa (schiuma rosa di una spedizione elettronica). La lettura di ohm era sovraccarico, quindi nessuna resistenza misurabile. Che è prevedibile, come sospettava Bimpelrekkie.

Il materiale dissipativo è una resistenza troppo elevata per effettuare una misurazione utilizzabile. Immagino che con alcune apparecchiature ad alta tensione otterresti un valore, ma un sensore di rilascio della presa suona come se qualcuno lo stesse toccando, quindi l'alta tensione non è probabilmente la strada da percorrere.

Ma avevo anche della schiuma conduttiva (roba nera, piuttosto rigida) in giro. È un foglio di 30 x 10 x 0,8 cm. Quando l'ho trafitto alla fine, quindi tutti i 30 cm tra le sonde, ho misurato inizialmente circa 20 kOhm ma questo stava cadendo più a lungo avevo le sonde.

In realtà non si è stabilizzato per diversi minuti, quindi lo lascerò e vedrò dove va.

Per vedere se è sensibile alla pressione ho spinto con la parte posteriore isolata di un cacciavite sulla schiuma. Il valore è aumentato di circa 80 Ohm, da 17610 Ohm a 17690 Ohm, dopo aver rilasciato la pressione il valore è sceso di 30 Ohm immediatamente dopo il rilascio e poi è tornato indietro in pochi secondi.

Il cacciavite era piuttosto piccolo, circa 1 x 1 cm, quindi uno più grande avrebbe dato un aumento maggiore.

In questo momento non sembra essere un sistema stabile come la roccia ma posso immaginare che puoi ricavarne qualcosa con un algoritmo intelligente. Soprattutto dal momento che sei interessato a una versione, il valore assoluto potrebbe non avere importanza, ma una modifica in un breve periodo di tempo.

Dopo più di un'ora si è stabilizzato a circa 16889 Ohm. Mentre lo stavo stringendo prima di iniziare l'esperimento, potrebbe essere stato il tempo necessario per ripristinare completamente la sua struttura originale.

Sembra abbastanza plausibile, dopo averlo spremuto di nuovo (afferrandolo nel mezzo) la resistenza è risalita a 20 kOhm e sta ricominciando a scendere.

Ecco un registro dati di una compressione:

Come puoi vedere, ha davvero un lungo tempo di recupero per arrivare dove era originariamente. Non posso dire quanti cicli di spremitura sopravviveranno. Quindi hai dei test davanti a te.

Ecco la mia teoria La schiuma impregnata di carbonio può essere considerata come un gruppo di piccoli resistori interconnessi, una complessa rete di resistori collegati casualmente. Le celle di schiuma formano una dimensione caratteristica delle sezioni di rete.

In prima approssimazione, l'impedenza di questa rete non dovrebbe dipendere dalla deformazione della rete, poiché i singoli piccoli resistori (pareti di bolle di schiuma) non cambiano.

Tuttavia, quando viene applicata una forza di compressione più forte, alcuni resistori potrebbero creare cortocircuiti, ma alcune sottosezioni potrebbero rompersi. Quindi l'effetto netto è impossibile da prevedere. Se più sezioni si rompono in relazione al numero di celle compresse, l'impedenza aumenterà. Se più celle di schiuma collassano, l'impedenza complessiva diminuirà. Se alcune sezioni rotte recuperano la loro forma iniziale e ripristinano i contatti elettrici, l'impedenza si rilegerà in una certa misura. L'intero processo probabilmente peggiorerà se vengono applicati più cicli di pressione.

Inoltre, le schiume possono avere una struttura cellulare diversa. Esistono schiume "ad alta densità" con un insieme chiuso di cellule e schiume con struttura cellulare allentata. Il comportamento dell'impedenza totale probabilmente differirà un po '.

In breve, la schiuma conduttiva non è il miglior sensore di pressione applicata.