Jak wyczuwają elastyczne czujniki

W czujnikach elastycznych obowiązują następujące zasady wykrywania:

„Zasada piezoelektryczna”: Jedną z najczęstszych zasad działania czujników elastycznych jest zasada piezorezystancyjna. W tym czujniku zastosowano specjalny materiał zwany materiałem piezoelektrycznym lub materiałem piezorezystancyjnym. Pod wpływem siły zewnętrznej wartość rezystancji tych materiałów zmienia się. Zazwyczaj materiały piezorezystancyjne są wykonane z nanorurek węglowych lub polimerów przewodzących. Gdy czujnik jest poddawany naciskowi, materiał odkształca się wewnętrznie, powodując zmianę przewodności, a tym samym zmianę rezystancji. Zmianę tę można zmierzyć i wykryć poprzez zmianę napięcia w obwodzie podłączonym do czujnika.

„Zasada pojemności”: Inną powszechną zasadą działania elastycznych czujników jest zasada pojemności. Czujniki pojemności wykorzystują materiał o zmiennej pojemności, taki jak czujnik zgięcia lub czujnik przesunięcia fazowego. Kiedy czujnik jest poddawany działaniu siły zewnętrznej, kształt lub względne położenie materiału zmienia się, co powoduje zmianę pojemności. Czujniki pojemności zwykle składają się z dwóch lub więcej elektrod oddzielonych warstwą dielektryka, takiego jak powietrze lub materiał polimerowy. Odkształcenie powoduje zmianę odległości między elektrodami lub względnego położenia dielektryka, zmieniając w ten sposób wartość pojemności. Dzięki tej zmianie można zmierzyć i wykryć naprężenia zewnętrzne lub deformację obiektu.

„Zasada wykrywania deformacji”: Elastyczne czujniki mogą również działać na zasadzie wykrywania deformacji. W tej zasadzie materiał czujnika jest odkształcalny lub ma charakterystykę odkształcenia. Gdy czujnik zostanie poddany działaniu zewnętrznego ciśnienia lub napięcia, jego materiał odkształci się, powodując zmiany właściwości elektrycznych, takich jak rezystancja, pojemność lub indukcyjność. Wykorzystując te zmiany właściwości elektrycznych, można wykryć wielkości fizyczne, takie jak ciśnienie lub odkształcenie środowiska zewnętrznego.

„Zasada wykrywania fotoelektrycznego”: Elastyczne czujniki mogą również działać na zasadzie wykrywania fotoelektrycznego. Zgodnie z tą zasadą do materiału czujnika dodaje się materiały światłoczułe, takie jak fotorezystory lub inne urządzenia fotoelektryczne. Materiały te są bardzo wrażliwe na ekspozycję na światło, a ich przewodność lub charakterystyka absorpcji światła zmienią się pod wpływem zewnętrznego ciśnienia lub odkształcenia. Dzięki tej zmianie można zmierzyć ciśnienie zewnętrzne lub odkształcenie i wykryć je za pomocą ekspozycji na światło.