Ein Graphit-Sensor, der gezeichnet wird, auf regelmäßige Bleistift
Wer von uns hat nicht für ihre eigenen Purple Crayon wie Harold gewünscht? Während dieser neuen Graphit-basierte piezoresistiver Sensor nicht Ihr Zuhause mit Kreaturen aus Ihrer Phantasie lebendig machen, liefert es eine kostengünstige, leicht auftragen Mittel zur Messung mechanischer Belastungen. Du benötigst nur einen Bleistift und Papier.
Piezoresistive Sensoren (PZRs) quantifizieren mechanischen Belastung durch die Messung eines Tropfens im Widerstand, der auftritt, wenn der Sensor unter Druck geraten ist – das heißt, desto mehr Kraft, die, die mehr des Sensors elektrischen Widerstand Tropfen angewendet hat. Sie werden häufig als Drucksensoren und Beschleunigungssensoren verwendet. In der Regel bestehen PZRs aus Silizium, die sehr genaue Messwerte produziert, aber relativ teuer in der Herstellung. Vor kurzem jedoch ein Team von Cheng Shiu University in Kaohsiung City, Taiwan, entdeckt, dass regelmäßige Graphit – wie vom Bleistift – kann auch genutzt werden.
Diese Sensoren Genauigkeit gemessen entlang der Messgerät-Faktor (GF). Silizium-Sensoren bewerten rund 100, während die Graphit-Sensoren Wege nach unten im einstelligen Bereich messen. Überraschenderweise fand das Team, dass die Klasse die Bleistiftmine verwendet das GF-Rating betroffen. Als Physorg weist darauf hin:
In Experimenten [leitende Forscher, Ting-Kuo Kang] 12 verschiedene Sorten von Graphitstifte u-förmigen PZR Sensoren auf dem Papier zum Zeichnen verwendet. Die Stifte werden durch ihr Verhältnis des Graphits zum Lehm benotet. Klasse reichte von 9 bis 2H, wo H bezeichnet die Härte durch den Bleistift Tongehalt verursacht, und B bezeichnet die Schwärze durch den Graphit-Gehalt.
Die Sensoren wurden auf Papier gezeichnet, die an eine elektrische Waage zur Messung und pflegen eine konsistente Zeichnung Kraft für jeden Bleistift gezeichnete Sensor gestellt wurde. Die Zeichnungen wurden dann auf Printed Circuit Board (PCB) Streifen geklebt, und ein DMS montiert auf jedem PCB-Streifen. Dann Kang Zyklen von Stress auf den Sensor mit einer Vierpunkt-Biege-Technik angewendet, und der Sensor Spannungsänderung unter der angelegten Spannung durch einen Stromkreis gemessen.
Trotzdem, kostet die Graphit-Vielfalt einen Bruchteil von was Silizium tut, um zu produzieren. Da die Technologie entwickelt, könnte es sehr gut in eine neue Welle von Low-Cost-, Einweg-Stress Sensoren einläuten, die angewendet werden könnten, um Infrastruktur wie Brücken und Überführungen, Entwicklung strukturelle Fehler melden, bevor sie gefährlich werden. [AIP über Physorg]
Bild: tfox2000