只要持續施加力,就可以保持循環間的重復性。薄彈性體,
如硅橡膠,放置在執行機構和傳感器之間,可以用來吸收一些誤差
不一致的力分布
致動器應比墊片內徑小20%,以便墊片不會
不干擾施加的力。
墊片高度和內徑(ID)
與典型的薄膜開關一樣,兩個基板可以使用不同厚度的膜隔開
3M467雙粘膠等材料。墊片的高度或厚度,開口區域
(ID)墊片的厚度以及頂部或偏轉膜的厚度將從機械上決定
兩個表面接觸所需的力。
典型的導電薄膜開關在施力和接觸時是完全導電的。A
力敏電阻器可以在接觸和保持高阻狀態與光的力量在一個特定的位置
“預加載”狀態。閾值電路可用于設置考慮設備的極限
“接觸”。
電介質點
介電點圖案也可用于分隔兩層。頻率或間隔
圓點的高度決定了驅動所需的力的大小。點之間的距離越近
另一方面,需要更大的力來激活傳感器。
致動器示例
圓盤致動器的理想形狀是覆蓋80%的FSRs傳感區域。盤式執行機構通常
由橡膠或其他半柔性材料制成。硅橡膠具有極好的記憶力,是一種很好的材料
致動器。其他材料,如羅杰斯聚氨酯橡膠(“Poron”)或其泡沫硅橡膠(“Bisco”),也有
也得到了成功的應用。
圓頂致動器類似于圓盤致動器,但為圓頂或弧形。塑造穹頂有助于
線性化FSR。
覆蓋致動器使用一些大的襯墊(泡沫、橡膠或其他柔性材料)覆蓋一個或多個
FSRs,包括傳感器元件之間的任何非活動區域。
基本FSR電路示例
分壓器
在最簡單的測量電路中,參考電阻器(R1)與FSR串聯。已知的
施加電源電壓,通過R1測量輸出電壓。
輸出如下:
𝑉𝑂𝑈𝑇 =
𝑉𝐶𝐶 × 𝑅1
𝑅1 + 𝑅𝐹𝑆𝑅
圖14:圓盤致動器示例-金屬
帶泡沫墊
圖15:圓頂致動器示例
當然,電阻與電壓的關系是非線性的。R1可計算為最佳
在所需測量范圍內的分辨率,但一般來說,是接近
FSR的電阻范圍(對數標度)運行良好。在這個例子中,FSR有一個電阻
范圍為1k-100k,因此R1=10k是一個合理的選擇。
在可接受粗略/相對測量的設計中,一個簡單的分隔器通常就足夠了。
緩沖分壓器
在這種變化中,單位增益緩沖器(又名電壓跟隨器)跟隨分配器。
當采樣電路的輸入阻抗低到足以使負載產生誤差時,需要一個緩沖器
分壓器或分壓器的輸出阻抗大于規定的ADC
要求。
例如,使用Arduino,盡管模擬輸入配置引腳的輸入阻抗非常低
高,MCU數據表建議最大傳感器輸出阻抗為10k。輸入顯示
一種電容性負載,它不能通過高阻抗分壓器快速充電以獲得準確的電壓
取樣。
部分選擇不是特別關鍵,但運算放大器應至少是單位增益穩定,有軌環形輸入/輸出(RRIO)。
I-V轉換器(跨阻放大器)
電流-電壓轉換器或跨阻放大器表現出更為均勻/理想的特性
傳遞函數大于分壓器。與分頻器不同,跨阻放大器允許固定的
施加在單個FSR元件上的電壓,與其他并聯FSR/電阻無關。
將理想的運算放大器假設應用到上面的示例電路中,輸入端子之間的電壓
為零,因此VIN-=0v(虛擬接地)。零電流流入/流出輸入端子,因此IRF=IFSR。從
在這里,計算很簡單,VOUT由下式給出:
𝑉𝑂𝑈𝑇 =
−𝑉𝐷𝑅𝐼𝑉𝐸
𝑅𝐹𝑆𝑅
× 𝑅𝐹
如果選擇了軌對軌輸入/輸出運算放大器,輸出將從0v擺動到5v。
反饋電容器(CF)可選地用于限制帶寬和保持穩定性。最佳CF值
這里省略計算,因為它們必須考慮FSR電阻、運算放大器GBP和雜散
電容。為了便于實驗,10pF到33pF通常是一個很好的起點。
通常,選擇運算放大器時使用:
-極低的輸入偏置電流(Ib在nA或pA范圍內)
-JFET或CMOS輸入
-選擇帶寬/轉換率以滿足采樣率要求
-通常是RRIO
力敏負載驅動器(LED等)
當驅動需要超過幾毫安的負載時,可能是t |