¿Cómo funciona la espuma disipativa estática?

Estoy planeando construir un sensor de liberación de agarre usando la espuma. Estoy bastante interesado en la forma en que funciona. ¿La resistencia en el circuito aumenta o disminuye cuando se aplica fuerza sobre él? ¿Y esto será proporcional a la fuerza de qué manera? Tendré que aplicar una diferencia potencial, ¿no?

¡Idea interesante!

Bueno, acabo de intentarlo. Conecté mi confiable Keysight 34410A a los cables de prueba y perforé lo que creo que es espuma disipativa (espuma rosa de un envío de productos electrónicos). La lectura de ohmios fue sobrecarga, por lo que no hubo resistencia medible. Lo cual es de esperar como sospecha Bimpelrekkie.

El material disipativo tiene una resistencia demasiado alta para realizar una medición utilizable. Supongo que con algunos equipos de alto voltaje obtendría un valor, pero un sensor de liberación de agarre suena como si alguien lo estuviera tocando, por lo que el alto voltaje probablemente no sea el camino a seguir.

Pero también tenía algo de espuma conductora (material negro, bastante rígido) por ahí. Es una hoja de 30 x 10 x 0,8 cm. Cuando lo perforé al final, entonces los 30 cm enteros estaban entre las sondas, medí alrededor de 20 kOhm al principio, pero eso disminuyó cuanto más tiempo tuve las sondas.

Realmente no se resolvió en un tiempo de varios minutos, así que lo dejaré adentro y veré a dónde va.

Para ver si es sensible a la presión, empujé con la parte posterior aislada de un destornillador sobre la espuma. El valor subió alrededor de 80 ohmios, de 17610 ohmios a 17690 ohmios, después de liberar la presión, el valor bajó 30 ohmios inmediatamente después de la liberación y luego volvió a caer en unos segundos.

El destornillador era bastante pequeño, alrededor de 1 x 1 cm, por lo que uno más grande daría un mayor aumento.

En este momento no parece ser un sistema estable como una roca, pero me imagino que puedes obtener algo con algún algoritmo inteligente. Especialmente porque está interesado en una versión, el valor absoluto podría no ser importante, sino un cambio en un corto período de tiempo.

Después de más de una hora, se ha establecido alrededor de 16889 Ohm. Como lo estaba apretando antes de comenzar el experimento, podría haber sido el tiempo necesario para restaurar completamente su estructura original.

Eso parece bastante plausible, después de apretarlo nuevamente (agarrarlo en el medio) la resistencia volvió a subir a 20 kOhm y está comenzando a disminuir nuevamente.

Aquí hay un registro de datos de una compresión:

Como puede ver, realmente tiene un largo tiempo de recuperación para llegar a donde estaba originalmente. No puedo decir cuántos ciclos de exprimir sobrevivirán. Entonces tienes algunas pruebas por delante.

Aquí está mi teoría. La espuma impregnada de carbono se puede considerar como un conjunto de resistencias pequeñas interconectadas, una red de resistencias complejas conectadas al azar. Las celdas de espuma forman un tamaño característico de secciones de red.

En primera aproximación, la impedancia de esta red no debería depender de la deformación de la red, ya que las pequeñas resistencias individuales (paredes de burbujas de espuma) no cambian.

Sin embargo, cuando se aplica una fuerza de compresión más fuerte, algunas resistencias pueden crear cortos, pero algunas subsecciones pueden romperse. Por lo tanto, el efecto neto es imposible de predecir. Si se rompen más secciones en relación con el número de células colapsadas, la impedancia aumentará. Si se colapsan más células espumosas, la impedancia general disminuirá. Si algunas secciones rotas recuperan su forma inicial y restablecen los contactos eléctricos, la impedancia volverá a unirse hasta cierto punto. Es probable que todo el proceso se deteriore si se aplican más ciclos de presión.

Más, las espumas pueden tener una estructura celular diferente. Hay espumas de "alta densidad" con un conjunto cerrado de celdas, y hay espumas con estructura celular suelta. El comportamiento de la impedancia total probablemente diferirá un poco.

En resumen, la espuma conductora no es el mejor sensor de presión aplicada.