横滨国立大学工学研究院的太田裕贵副教授等人组成的研究团队,利用导电性液体材料制作了基于数字二值信号的倾斜传感器。该器件可以通过电流的开/关二值信号获取倾斜信息,并成功地实现了同时测量某个方向的倾斜角度和倾斜方向,这在以往利用常规导电性液体材料的数字簧片倾斜传感器是难以实现的。
采用液体材料的数字簧片倾斜传感器。密封在壳体内的导电液体随着倾斜,电极的导电和绝缘会发生变化,由此可以测量倾斜的角度和方向。(供图:横滨国立大学)
在正推进研究的物理传感器中,倾斜传感器由于可用于机器人的姿势控制及可穿戴器件等,所以发挥着非常重要的作用。以往使用的倾斜传感器利用交流电进行测量,容易导致测量系统变得复杂化。为解决这个问题,研究团队采用了导电性碳微粒分散液体,实现了利用直流电流直接测量倾斜角。该器件可通过电流的开/关等二值信号测量倾斜角度,并且能同时测量以往的数字簧片式倾斜传感器难以实现的单个方向的倾斜角度(深度)和倾斜方向。
制作时利用微细加工技术在基板上布线,然后在上面铺设利用3D印刷技术制作的壳体。壳体内部封入导电性液体,通过检测液体随着倾斜而发生的移动可以读取倾斜的角度和方向。该器件利用直流电检测液体的移动,通过检测通电的电极可以获取倾斜信息。
太田副教授表示:“今后打算在该传感器上进一步配备压力、张力、光和温度等多种物理传感器,实现小型多功能物理传感器。通过实现从单个小型器件上获取多种物理信息,有望为机器人和小型可穿戴器件做出贡献。”
原文:《科学新闻》
翻译编辑:JST客观日本编辑部