Sensores de tensión resistivos basados en oro/poliamida
Autores: Han, Tao; Nag, Anindya; Afsarimanesh, Nasrin; Akhter, Fowzia; Liu, Hangrui; Sapra, Samta; Mukhopadhyay, Subhas; Xu, Yongzhao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Sensores de tensión resistivos basados en oro/poliamida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Fabricación
Sensores resistivos
Película delgada
Detección de deformación
Electrodos
Sensibilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta la fabricación e implementación de nuevos sensores resistivos que se implementaron para aplicaciones de detección de tensiones. Algunos de los factores críticos para el desarrollo de sensores resistivos son abordados en este documento, como el costo de fabricación, los pasos del proceso de fabricación que hacen que sea demorado completar cada prototipo, y la incapacidad de lograr características eléctricas y mecánicas optimizadas. Los sensores fueron fabricados mediante pulverización catódica de una capa delgada de cromo y oro en sustratos de película delgada a espesores definidos. Se adjuntaron cintas de cobre adhesivas en los dos lados de los parches del sensor para formar los electrodos. El principio de funcionamiento de los sensores fabricados se basaba en el cambio en sus respuestas con respecto a los cambios correspondientes en su resistencia relativa como función de la tensión aplicada. Las características inducidas por la tensión de los parches fueron estudiadas con diferentes tipos de experimentos, como flexiones consecutivas y aplicación de presión. Los sensores con un espesor de capa de oro de 400 nm obtuvieron una sensibilidad de 0.0086 /ppm para la presión que oscilaba entre 0 y 400 kPa. El factor de calibración de estos sensores estaba entre 4.9-6.6 para temperaturas que oscilaban entre 25 gradosC y 55 gradosC. También se utilizaron para la detección táctil para determinar su potencial como sensores de película delgada para aplicaciones industriales, como en aplicaciones de robótica y mapeo de presión. Los resultados fueron prometedores en cuanto al grosor de película controlable de los sensores, facilidad de operación, pureza de las películas y naturaleza mecánicamente sólida. Estos sensores pueden proporcionar una plataforma para mejorar el uso de sensores resistivos a una escala mayor para desarrollar sensores de película delgada para aplicaciones industriales.
Descripción
Este documento presenta la fabricación e implementación de nuevos sensores resistivos que se implementaron para aplicaciones de detección de tensiones. Algunos de los factores críticos para el desarrollo de sensores resistivos son abordados en este documento, como el costo de fabricación, los pasos del proceso de fabricación que hacen que sea demorado completar cada prototipo, y la incapacidad de lograr características eléctricas y mecánicas optimizadas. Los sensores fueron fabricados mediante pulverización catódica de una capa delgada de cromo y oro en sustratos de película delgada a espesores definidos. Se adjuntaron cintas de cobre adhesivas en los dos lados de los parches del sensor para formar los electrodos. El principio de funcionamiento de los sensores fabricados se basaba en el cambio en sus respuestas con respecto a los cambios correspondientes en su resistencia relativa como función de la tensión aplicada. Las características inducidas por la tensión de los parches fueron estudiadas con diferentes tipos de experimentos, como flexiones consecutivas y aplicación de presión. Los sensores con un espesor de capa de oro de 400 nm obtuvieron una sensibilidad de 0.0086 /ppm para la presión que oscilaba entre 0 y 400 kPa. El factor de calibración de estos sensores estaba entre 4.9-6.6 para temperaturas que oscilaban entre 25 gradosC y 55 gradosC. También se utilizaron para la detección táctil para determinar su potencial como sensores de película delgada para aplicaciones industriales, como en aplicaciones de robótica y mapeo de presión. Los resultados fueron prometedores en cuanto al grosor de película controlable de los sensores, facilidad de operación, pureza de las películas y naturaleza mecánicamente sólida. Estos sensores pueden proporcionar una plataforma para mejorar el uso de sensores resistivos a una escala mayor para desarrollar sensores de película delgada para aplicaciones industriales.