Como funciona a espuma dissipativa estática?

Estou planejando construir um sensor de liberação de aderência usando a espuma. Estou bastante interessado na maneira como funciona. A resistência no circuito aumenta ou diminui quando a força é aplicada sobre ele? E isso será proporcional à força de que maneira? Vou precisar aplicar uma diferença de potencial, não vou?

Idéia interessante!

Bem, eu apenas tentei. Liguei meu confiável Keysight 34410A às pontas de prova e perfurei o que eu acho que é espuma dissipativa (espuma rosa de uma remessa de eletrônicos). A leitura do ohm estava sobrecarregada, portanto não havia resistência mensurável. O que é de se esperar, como Bimpelrekkie suspeitava.

O material dissipativo é uma resistência muito alta para realizar uma medição utilizável. Eu acho que com algum equipamento de alta tensão você obteria um valor, mas um sensor de liberação de aderência parece que alguém está tocando, então a alta tensão provavelmente não é o caminho a percorrer.

Mas eu também tinha espuma condutora (material preto, bastante rígido) por aí. É uma folha de 30 x 10 x 0,8 cm. Quando o perfurei no final, então os 30 cm inteiros estavam entre as sondas, medi cerca de 20 kOhm no início, mas isso estava caindo quando mais havia as sondas.

Realmente não se estabilizou ao longo de um período de vários minutos, então vou deixá-lo e ver para onde ele vai.

Para ver se é sensível à pressão, empurrei a parte traseira isolada de uma chave de fenda sobre a espuma. O valor subiu cerca de 80 Ohm, de 17610 Ohm para 17690 Ohm, depois de liberar a pressão, o valor caiu 30 Ohm imediatamente após a liberação e depois caiu em alguns segundos.

A chave de fenda era bastante pequena, cerca de 1 x 1 cm, então uma maior daria um aumento maior.

No momento, ele não parece ser um sistema estável, mas posso imaginar que você pode obter algo com algum algoritmo inteligente. Especialmente porque você está interessado em uma liberação, o valor absoluto pode não importar, mas uma mudança em um curto período de tempo.

Depois de mais de uma hora, chegou a 16889 Ohm. Como eu estava apertando antes de iniciar o experimento, pode ter sido o tempo necessário para restaurar completamente sua estrutura original.

Isso parece bastante plausível, depois de apertá-lo novamente (segurando-o no meio) a resistência voltou a 20 kOhm e está começando a cair novamente.

Aqui está um log de dados de um aperto:

Como você pode ver, ele realmente tem um longo tempo de recuperação para chegar onde estava originalmente. Não sei dizer quantos ciclos de compressão sobreviverão. Então você tem alguns testes pela frente.

Aqui está a minha teoria. A espuma impregnada de carbono pode ser considerada como um monte de pequenos resistores interconectados, uma complexa rede de resistores conectada aleatoriamente. As células de espuma formam um tamanho característico das seções da rede.

Na primeira aproximação, a impedância dessa rede não deve depender da deformação da rede, uma vez que pequenos resistores individuais (paredes de bolhas de espuma) não mudam.

No entanto, quando uma força de compressão mais forte é aplicada, alguns resistores podem criar curtos, mas algumas subseções podem quebrar. Portanto, o efeito líquido é impossível de prever. Se mais seções quebrarem em relação ao número de células recolhidas, a impedância aumentará. Se mais células de espuma colapsarem, a impedância geral diminuirá. Se algumas seções quebradas recuperarem sua forma inicial e restabelecerem contatos elétricos, a impedância será reconectada em algum grau. Todo o processo provavelmente se deteriorará se mais ciclos de pressão forem aplicados.

Além disso, as espumas podem ter uma estrutura celular diferente. Existem espumas de "alta densidade" com conjunto fechado de células e espumas com estrutura celular solta. O comportamento da impedância total provavelmente diferirá um pouco.

Em suma, a espuma condutora não é o melhor sensor de pressão aplicada.